中图版高中地理选择性必修1第1章第2节第2课时地球公转与自转共同作用下产生的地理意义学案

第2课时地球公转与自转共同作用下产生的地理意义课程标准结合实例，说明地球运动的地理意义。学习目标1．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化规律。(综合思维)2．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化在现实生活中的应用。(地理实践力)3．了解四季的更替和五带的划分。(区域认知)一、正午太阳高度角的变化1．概念太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角。一天中，太阳高度角的最大值出现在正午。2．正午太阳高度角的变化规律(1)空间(纬度)变化规律。以北半球为例，总结如下：节气空间变化春、秋分由赤道向两极正午太阳高度角递减夏至由北回归线向南北两侧正午太阳高度角递减冬至由南回归线向南北两侧正午太阳高度角递减(2)季节(时间)变化规律。以北半球为例，总结如下：季节变化节气最大值最小值二分日赤道两极点夏至日北回归线及其以北地区南半球冬至日南回归线及其以南地区北半球(3)影响：正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区太阳辐射的强度不同。判断下列说法的正误。1．太阳高度角越大，影子越长。 ()2．夏至日，北半球正午太阳高度达到最大值。 ()3．春分和秋分日，正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减。 ()提示：1．×太阳高度角越大，影子越短。2．×夏至日，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到最大值。3．×冬至日太阳直射南回归线，南回归线上正午太阳高度角最大，由此向南北两侧递减。二、昼夜长短的变化1．昼夜长短取决于昼弧和夜弧的长度2．变化规律(1)纬度(空间)变化规律①赤道上：全年昼夜平分。②从赤道向南北两侧：随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大。③极圈之内：出现极昼、极夜的现象。(2)季节(时间)变化规律①北半球时间昼夜长短分布规律特殊节气夏半年(3月21日前后至9月23日前后)昼长夜短纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象夏至日，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大冬半年(9月23日前后至来年3月21日前后)昼短夜长纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象冬至日，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大②南半球的情况与北半球正好相反。③每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地昼夜平分。[易误点拨](1)太阳直射某地，该地不一定昼最长夜最短，北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜长短相差越大，出现极昼极夜的范围就越大。(3)同一条纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同)；同一条纬线上的昼夜长短在一年中有两个日期相同(二至日除外)，且这两个日期近似关于二至日对称。3．影响昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同。判断下列说法的正误。1．赤道地区全年昼夜等分。 ()2．太阳直射某地，该地一定昼最长夜最短。 ()3．某地正午太阳高度最大时，昼最长、夜最短。 ()提示：1．√赤道上全年地方时6时日出，18时日落，因此全年昼夜平分。2．×太阳直射某地时，该地所在半球一定昼长夜短，但不一定昼最长、夜最短。只有当太阳直射该地所在半球的回归线时，该地才会昼最长、夜最短。3．×位于南北回归线之间的区域，其太阳直射时，正午太阳高度最大，但并不是昼最长、夜最短。三、季节更替1．成因2．不同纬度地区季节变化的不同(1)赤道附近的低纬度地区：季节更替现象不明显。(2)极地附近的高纬度地区：季节更替现象也不明显。(3)中纬度地区：四季更替明显。3．四季的划分(1)天文四季①夏季：白昼最长、太阳高度角最大的季节。②冬季：白昼最短、太阳高度角最小的季节。③春季和秋季：冬夏的过渡季节。(2)传统四季：以立春、立夏、立秋和立冬为起点划分四季。(3)eq\a\vs4\al(气候四季,（中国大部,分地区）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(春季：3、4、5月,夏季：6、7、8月,秋季：9、10、11月,冬季：12、1、2月))纬度越高，季节变化越明显吗？提示：不是。中纬度地区季节变化明显，高纬度地区长冬无夏，季节变化不明显。四、五带的划分1．成因eq\x(\a\al(黄赤,交角))⇒eq\x(\a\al(太阳直射点,有回归运动))⇒eq\x(\a\al(各纬度昼夜长短和正午,太阳高度各不相同))⇒eq\x(\a\al(五,带))2．划分：以南北回归线和南北极圈为界，划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。正午太阳高度角的变化我国北方某市一些市民冲着小区楼房间距有50m、小区绿化率为50%的宣传广告，先后购买了某商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4m。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。问题1(区域认知)在我国的大部分地区，楼高一定的情况下，室内的采光状况与楼间距有何关系？提示：我国大部分地区都位于北回归线以北，楼高一定的情况下，南北方向上的楼间距越小，室内采光时间越短；反之则越长。问题2(综合思维)小区业主为什么这么重视楼间距问题？提示：楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下，楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。问题3(地理实践力)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？提示：选择在冬至前后去看房。1．正午太阳高度角的空间变化规律从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；到直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度角越大。如下图所示。(1)夏至日：正午太阳高度角由北回归线向南北两侧递减。(2)冬至日：正午太阳高度角由南回归线向南北两侧递减。(3)二分日：正午太阳高度角由赤道向南北两侧递减。2．正午太阳高度的季节变化规律同一地点，正午太阳高度随着季节作有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点，即直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示：各纬度变化具体如下：北回归线及其以北地区一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)南回归线及其以南地区一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)南、北回归线之间(除赤道外)一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)赤道地区一年有两次最大值(春分、秋分)，两次最小值(夏至、冬至)递变规律来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小)3．正午太阳高度角的年变化规律(1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度角变化幅度相同(均为46°52′)。(3)南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。4．正午太阳高度角的计算方法公式：H＝90°－两点纬度差。说明：“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北半球，两点纬度差为两点的纬度之和。如下图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：HA＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度：HC＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。5．正午太阳高度角的应用(1)确定地方时某地太阳高度角达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(3)判断日影长短及方向正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。(4)太阳能热水器的安装太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度角的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度角的余角，如下图所示，α＋H＝90°时效果最佳。在集热板(真空管)的倾角α与正午太阳高度H互余的情况下，太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能，从理论上讲，集热板的倾角α应随季节的变化进行调节。(5)与房间采光的关系一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入。(6)计算楼间距为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小，纬度较高的地区，楼间距较大。计算楼间距的关键是求出当地冬至日的正午太阳高度角。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥h·cotH。(h为楼高，H为冬至日当地正午太阳高度角)。(如图所示)1．下图是北欧维京人使用的一种航海工具，用来指引航行方向。将木盘置于盛满水的木桶中，利用木棍影子的变化来确定方向。读图并结合所学知识，完成(1)～(2)题。注：小木棍的高度等于其与凹槽之间的距离(1)夏半年某月，维京人在从欧洲向西南航行的过程中，木棍正午影长变化幅度最小的月份是()A．7月B．5月C．4月D．1月(2)若该月份木棍的正午影长恰好与凹槽重合，则航线所经海域的纬度范围为()A．63°N～68°N B．58°N～66°NC．54°N～60°N D．45°N～66°34′N(1)A(2)B[第(1)题，注意题干关键词“夏半年某月”，该地位于北半球，排除D；船只在航行中，木棍正午影长变化幅度小，说明正午太阳高度角变化不大，所以船只与太阳直射点的纬度差变化不大。由于船只向西南方向航行，所以在此期间，太阳直射点应向南移动，如此才会使得船只与太阳直射点的纬度差保持稳定，7月太阳直射点向南移动，A正确；4月、5月太阳直射点均向北移动，B、C错误。第(2)题，材料显示木棍的高度等于其与凹槽之间的距离，所以当木棍的正午影长恰好与凹槽重合时，说明正午太阳高度角为45°，由此可知，船只所在纬度与太阳直射点所在纬度之差为45°，由上题分析可知，航船航行的时间为7月，太阳直射点的纬度范围大致为13°～21°(太阳直射点每月移动约8°，一天移动约0.27°)，所以航线所经海域的纬度范围大致为58°N～66°N(北欧位于北半球)。]昼夜长短的变化天安门广场国旗的升降时间，是根据北京的日出日落时间确定的。日期不同，国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日，升旗由早晨7时35分逐渐提前到凌晨4时46分，平均每天依次提前约1分钟；6月22日至12月30日，升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时35分，平均每天推迟52秒钟。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天，升旗和降旗的时间与前一天相同。问题1(综合思维)北京的日出日落时间每天不同是由什么造成的？提示：日出日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转，北京的昼长是随季节有规律变化的。问题2(区域认知)每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段，北京的昼长如何变化？提示：每年1月11日至6月6日北京的昼长逐渐变长；每年6月22日至12月30日北京的昼长逐渐变短。1．昼夜长短的变化昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此要点应主要抓住“两看”。(1)昼夜长短分布——看“直射点位置”太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示。(2)昼夜长短变化——看“移动方向”此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示。2．昼夜长短变化的规律(1)对称规律：同一纬线上各地昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。二分日前后时间相同的两日期，昼夜长短相反。二至日前后时间相同的两日期，昼夜长短相同。(2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相反。(3)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多。3．昼夜长短的计算(1)根据昼(夜)弧的长度计算昼长＝eq\f(昼弧所跨经度数,15°)，夜长＝eq\f(夜弧所跨经度数,15°)(2)根据日出、日落时间计算昼长＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2夜长＝(24－日落时间)×2＝日出时间×2注：“日出时间”“日落时间”均为当地地方时(3)根据相关性计算①相同纬度地区，昼长相同。②分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如北纬40°的地区昼长是15小时，则南纬40°的地区夜长为15小时。昼夜长短与太阳的方位(与日影朝向相反)1．日出、日落太阳的方位(1)太阳直射北半球，除晨昏线上纬度最高点(晨昏线与极昼、极夜边缘纬线的切点)外，全球其余各地均是东北日出，西北日落。晨昏线上纬度最高点，则是正北日出，正北日落。(2)太阳直射南半球，除晨昏线上纬度最高点外，全球其余各地均是东南日出，西南日落。晨昏线上纬度最高点则是正南日出，正南日落。(3)太阳直射赤道，全球均是正东日出，正西日落。(4)时间变化规律：同一地点日出、日落方位的变化同直射点的移动一致。2．正午太阳的方位正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。(1)太阳直射的纬线上，太阳处于天顶(正上方)上。(2)太阳直射纬线以北的地区，太阳处于正南方。(3)太阳直射纬线以南的地区，太阳处于正北方。2．下图为甲、乙、丙、丁四地二至日昼长示意图。读图，回答(1)～(2)题。(1)四地的地理位置由北到南的排序正确的是()A．丁—乙—丙—甲 B．甲—乙—丁—丙C．丁—乙—甲—丙 D．丙—丁—甲—乙(2)冬至日丁地的日出时间为()A．2时30分 B．3时30分C．8时30分 D．9时30分(1)C(2)D[第(1)题，甲地、丙地夏至为最小昼长，说明其位于南半球，丙地夏至昼长短于甲地，说明丙地位于甲地以南；乙地、丁地夏至为最大昼长，说明其位于北半球，丁地夏至昼长大于乙地，说明丁地位于乙地以北，故四地由北到南排序是丁—乙—甲—丙。第(2)题，读图分析可知，冬至日丁地最小昼长为5小时，根据12点平分白天，可知其日出时间＝12－昼长/2＝12－2.5＝9时30分。]四季更替和五带的划分“天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的力量所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。下列的诗句中带给了我们许多浪漫的意境：春至细雨如丝，杨花飞舞；夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开；秋来隔窗听雨，小扇扑萤；冬可踏绵柔雪地，闻暗香浮动。问题1(综合思维)文中描述的季节更替在我国的北方和南方，哪个表现更明显？提示：在北方更明显。问题2(地理实践力)寒冬腊月，许多东北的老人愿意到海南三亚过冬，主要原因是什么？提示：海南三亚纬度较低，属于热带，冬季气温较高。问题3(综合思维)老北京人对四季的感受是“春季温暖，夏季炎热，秋季干燥，冬季寒冷”，试分析形成北京四季分明的气候特征的主要原因是什么？提示：由于昼夜长短和正午太阳高度角的周年变化，使得太阳辐射在一年内呈现有规律的变化，形成了四季。1．四季产生的原因从天文现象上看，地球上的四季变化是昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的周年变化。如下图所示。2．季节变化的纬度差异及五带的划分黄赤交角变化带来影响的分析方法黄赤交角的大小变化带来的影响，主要从直射点移动范围的变化分析昼夜长短与正午太阳高度的变化，具体如下图所示：3．下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图，回答(1)～(2)题。(1)图示季节分配自上而下依次为()A．北京、广州、武汉、哈尔滨B．北京、武汉、哈尔滨、广州C．广州、武汉、哈尔滨、北京D．广州、北京、哈尔滨、武汉(2)下列关于季节更替的叙述，错误的是()A．低纬度地区季节更替不明显B．中纬度地区季节更替明显C．高纬度地区季节更替明显D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化(1)D(2)C[第(1)题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，结合选项可知，D项正确。第(2)题，低纬度地区由于接受太阳辐射能较多，热量变化极小，季节变化不明显，故A项正确；中纬度不同地区热量差异明显，季节性较强，故B项正确；高纬度地区接受太阳辐射能较少，温度较低，季节变化不明显，故C项错误；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度角的变化，故D项正确。]1．正午太阳高度的纬度和季节分布规律是什么？2．昼夜长短的纬度和季节分布规律是什么？3．地球上四季和五带的形成原因是什么？题组1正午太阳高度角的变化上海市(约31°N)业主李某发现所购商品房居室里日照时间极短且达不到满窗而向法院起诉退房，法院依据《上海市城市规划管理技术规定》中“受遮挡的居住建筑的居室，满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的有关规定，责令房产公司退还其各类费用。据此回答1～2题。1．(生活中的地理)材料“满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的指标，应选择在()A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日2．(生活中的地理)为了达到上述要求，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离。理论上，楼高相同的情况下，北京的楼房间距应比上海宽些，原因是()A．北京比上海地形复杂B．北京比上海正午太阳高度小C．北京比上海年太阳辐射总量少D．北京比上海天气干燥1．D2.B[第1题，上海市位于31°N附近，处在北回归线以北，全年阳光不能直射；居住建筑的居室受阳光遮挡的时间与太阳高度有密切关系，太阳高度越小，受遮挡的时间越长；冬至日时，北回归线以北地区的太阳高度最小。第2题，北京的地理纬度比上海高，正午太阳高度终年比上海小，所以，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离，理论上，楼高相同的情况下，北京楼房间距应比上海宽些。]题组2昼夜长短的变化下表为某三地连续两日日出与日落时刻表(北京时间)。据此回答3～4题。地点当日次日日出日落日出日落①9：0023：008：5823：02②7：1918：417：2018：40③5：4018：485：3918：493．三地按纬度由高到低排列正确的是()A．①②③B．①③②C．②①③D．③①②4．若③地为北京，则此时()A．地球直射点位于南半球且向北移B．地球公转速度逐渐加快C．北极圈内极昼的范围逐渐扩大D．各地昼夜长短相差最小3．B4.C[第3题，表中三地相比较可知，①地昼夜变化幅度大，②地昼夜变化幅度小，三地按纬度由高到低排列正确的是①③②。第4题，若③地为北京，则此时北京昼长夜短，并且昼渐长，北极圈内极昼的范围逐渐扩大。]题组3四季更替和五带的划分读五带分布图，完成5～6题。5．下列地区四季变化最明显的是()A．热带 B．北温带C．北寒带 D．低纬度地区6．假设黄赤交角为30°时，地球上()A．寒带的范围变大 B．温带的范围变大C．热带的范围变小 D．寒带的范围变小5．B6.A[第5题，热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南、北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第6题，黄赤交角的大小对五带划分影响很大。如果黄赤交角变为30°，那么热带的纬度范围变为由赤道到南北纬30°，寒带的纬度范围就变为90°－30°＝60°，即从南北纬60°到南北纬90°为寒带。由此可知，黄赤交角变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小。]教材P14上思考如济南市夏至日正午太阳高度角最大，冬至日正午太阳高度角最小。教材P14下思考(1)太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球(南半球或北半球)，哪个半球(南半球或北半球)就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。另外一半球则相反。(2)太阳直射点的移动方向决定昼长、夜长的变化趋势。太阳直射点向哪个半球(南半球或北半球)移动，哪个半球(南半球或北半球)就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。另外一半球则相反。教材P16思考地球的自转形成日，公转形成年。推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，判定时间序列的法则称为历法。不同历法制定的依据不同，由于不同历法中的年和月采用不同的标准来协调年和月之间的相应关系，所以年和月的时间长度有所不同。教材P17思考略。教材P18作业题1．项目名称具体表现地理意义地球自转的地理意义昼夜更替地球自转，昼半球和夜半球不断更替地球的自转产生了昼夜更替现象地方时地球自转，经度不同造成的不同时刻地球的自转使不同经度地方产生了地方时物体水平运动的方向发生偏转地球自转，导致地球上水平运动的物体在北半球向右偏，在南半球向左偏，赤道上无偏转地球自转使物体水平运动的方向发生偏转地球公转与自转共同作用下产生的地理意义正午太阳高度角的变化(1)纬度变化：正午太阳高度角从太阳直射点所在纬线分别向南北两