1.2地球运动的地理意义（课件第2课时）高二地理（人教版2019选择性必修1）

观乎天文，以察时变

——地球公转的地理意义

学习目标运用多媒体演示，归纳地球昼夜长短和正午太阳高度变化的规律。提升综合思维能力。举例说明昼夜交替和正午太阳高度变化规律在自然环境中的表现与应用。提升地理实践力和综合思维能力。树立正确的世界观、科学观，培养人地协调的思想。古代人们在很早就对地球运动产生的地理现象有了观察和记录。“日晷”（如图）是我国古代的一种计时仪器，由晷针、晷面和底座构成，原理是利用太阳照射到晷针上，晷针投射在晷盘上的影子来测定时刻。地球公转运动产生的地理现象有哪些？这些地理现象的变化规律是怎样的？【情境问题】北京（40°N,117°E）某中学校园安装有赤道式日晷。晷面与赤道平面平行，晷针指向北极星，晷针与地平面夹角（即北极星仰角，图中α）度数为多少？【活动一】利用日晷观测昼夜长短变化α40°日晷的晷面刻有12时辰与24小时（北京时间）的对应，李华同学通过观察，记录了一日内晷面上影子的位置，图为某三天的影子夹角。李华查阅资料得到了三天北京日出日落时刻信息。【活动一】利用日晷观测昼夜长短变化日期昼长日出地方时日落地方时2023年11月20日周一09:50:5107:04:2716:55:182024年03月17日周日12:01:3206:21:5018:23:222023年07月22日周六14:34:0205:03:4919:37:51日期昼长日出地方时日落地方时2023年11月20日周一09:50:5107:04:2716:55:182024年03月17日周日12:01:3206:21:5018:23:222023年07月22日周六14:34:0205:03:4919:37:51日晷的晷面刻有12时辰与24小时（北京时间）的对应，李华同学通过观察，记录了一日内晷面上影子的位置，图为某三天的影子夹角。李华查阅资料得到了三天北京日出日落时刻信息。【活动一】利用日晷观测昼夜长短变化1.通过对晷面上影子夹角的分析，北京地区冬、夏季白昼时长有什么特征？2.广州某中学（23°26'N,113°E）校园的日晷观测到的白昼情况与北京有什么异同？读图思考：观察二分二至日太阳光照图，对比二分二至日全球各地昼夜长短的分布状况。判断图中P纬线上昼夜长短状况？赤道上昼夜长短状况？此时，北半球各纬度昼夜长短分布有什么规律？南半球呢？此时，地球上极昼、极夜分别出现在那个范围？P纬线昼长夜短；赤道昼夜等长。北半球昼长夜短，纬度越高昼越长。南半球相反。北极圈以北极昼，南极圈以南极夜。读图思考：观察二分二至日太阳光照图，对比二分二至日全球各地昼夜长短的分布状况。判断图中P纬线上昼夜长短状况？赤道上昼夜长短状况？此时，北半球各纬度昼夜长短分布有什么规律？南半球呢？此时，地球上极昼、极夜分别出现在那个范围？P纬线昼短夜长；赤道昼夜等长。北半球昼短夜长，纬度越高昼越短。南半球相反。北极圈以北极夜，南极圈以南极昼。读图思考：观察二分二至日太阳光照图，对比二分二至日全球各地昼夜长短的分布状况。判断图中P纬线上昼夜长短状况？赤道上昼夜长短状况？此时，北半球各纬度昼夜长短分布有什么规律？南半球呢？此时，地球上有没有极昼、极夜现象？P纬线昼夜等长；赤道昼夜等长。全球各地昼夜等长。没有极昼极夜现象。【总结】昼夜长短随着纬度的变化夏至日冬至日春秋分日北半球南半球赤道各地昼长夜短；随纬度升高，昼渐长夜渐短；北极圈以北地区极昼。各地昼短夜长；随纬度升高，昼渐短夜渐长；北极圈以北地区极夜。各地昼夜等长各地昼短夜长；随纬度升高，昼渐短夜渐长；南极圈以南地区极夜。各地昼长夜短；随纬度升高，昼渐长夜渐短；南极圈以南地区极昼。各地昼夜等长昼夜等长【活动二】运用多媒体演示地球昼夜长短变化情况夏至春分或秋分冬至太阳直射点在南北回归线之间移动，太阳光线保持与晨昏圈垂直，晨昏圈的位置左右摆动。【总结】太阳直射点移动与昼夜长短变化0°23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点北半球3.21—9.23（夏半年）北半球昼长夜短北极地区极昼【总结】太阳直射点移动与昼夜长短变化0°23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点北半球3.21—9.23（夏半年）北半球昼长夜短北极地区极昼3.21—6.22向北移动昼渐长，夜渐短6.22—9.23向南移动昼渐短，夜渐长【总结】太阳直射点移动与昼夜长短变化0°23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点北半球3.21—9.23（夏半年）北半球昼长夜短北极地区极昼3.21—6.22向北移动昼渐长，夜渐短6.22—9.23向南移动昼渐短，夜渐长9.23—3.21（冬半年）南半球昼短夜长北极地区极夜【总结】太阳直射点移动与昼夜长短变化0°23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点北半球3.21—9.23（夏半年）北半球昼长夜短北极地区极昼3.21—6.22向北移动昼渐长，夜渐短6.22—9.23向南移动昼渐短，夜渐长9.23—3.21（冬半年）南半球昼短夜长北极地区极夜9.23—12.22向南移动昼渐短，夜渐长12.22—3.21向北移动昼渐长，夜渐短【总结】太阳直射点移动与昼夜长短变化0°23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点北半球南半球3.21—9.23（夏半年）北半球昼长夜短北极地区极昼3.21—6.22向北移动昼渐长，夜渐短6.22—9.23向南移动昼渐短，夜渐长9.23—3.21（冬半年）南半球昼短夜长北极地区极夜9.23—12.22向南移动昼渐短，夜渐长12.22—3.21向北移动昼渐长，夜渐短昼短夜长南极地区极夜昼渐短，夜渐长昼渐长，夜渐短昼长夜短南极地区极昼昼渐长，夜渐短昼渐短，夜渐长太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，极地地区有极昼。太阳直射点向哪个方向移动，哪个半球昼渐长夜渐短。日期昼长日出地方时日落地方时2023年11月20日周一09:50:5107:04:2716:55:182024年03月17日周日12:01:3206:21:5018:23:222023年07月22日周六14:34:0205:03:4919:37:51日晷的晷面刻有12时辰与24小时（北京时间）的对应，李华同学通过观察，记录了一日内晷面上影子的位置，图为某三天的影子夹角。李华查阅资料得到了三天北京日出日落时刻信息。【活动一】利用日晷观测昼夜长短变化1.通过对晷面上影子夹角的分析，北京地区冬、夏季白昼时长有什么特征？2.广州某中学（23°26'N,113°E）校园的日晷观测到的白昼情况与北京有什么异同？北京地区冬季白昼时间比夏季时间短。相同：冬季白昼比夏季短。不同：广州的白昼，冬季比北京短，夏季比北京长。昼夜时间长度的计算（一）依据昼弧、夜弧计算昼夜时间长度昼长时间=昼弧所跨经度×4分钟/度夜长时间=夜弧所跨经度×4分钟/度此时，20°S纬线：昼弧跨经度200°，昼长时间为13小时20分钟；夜弧跨经度160°，夜长时间为10小时40分钟。昼弧夜弧昼夜时间长度的计算（二）依据日出、日落地方时计算昼夜时间长度昼长时间=（12-日出地方时）×2=（日落地方时-12）×2夜长时间=日出地方时×2=（24-日落地方时）×2=24-昼长时间01224日出日落白昼黑夜黑夜太阳高度（角）指太阳光线与地平面的夹角（图中H）。地面物体的影子朝向与太阳位置相反，物体的高度与影子的长度的比值是太阳高度的正切值。【承转】

H一天中，太阳东升西落，太阳高度（角）发生变化，地面物体影子长短、朝向也随之发生变化。一天中日出至正午，正午至日落，太阳高度（角）如何变化？一天中什么时候太阳高度（角）达最大值？太阳高度的日变化

【活动三】利用日晷观测正午太阳高度变化在一天中，太阳高度（角）从日出到正午逐渐增大，正午到日落逐渐减小，正午时刻为一天中太阳高度最大的时刻。李华通过观察记录了三天正午时刻影子长短，并记录到北京时间约12:12分。2023年11月20日周一2024年03月17日周日2023年07月22日周六1.李华记录的三天正午时刻太阳高度的大小关系如何？2.广州某中学（23°26'N,113°E）校园的日晷观测到的情况与北京有什么异同？正午太阳高度的变化春秋分日，太阳直射哪条纬线？其正午太阳高度为多少度？经线L地方时为几点？北极点和南极点正午太阳高度为多少度？此时，地球上正午太阳高度随纬度变化规律是怎样的？L太阳直射赤道，正午太阳高度为90°。12点。北极点和南极点的正午太阳高度为0°。正午太阳高度由赤道向南北两极递减。正午太阳高度的变化冬至日，太阳直射哪条纬线？其正午太阳高度为多少度？经线L地方时为几点？北极点和南极点为极昼还是极夜？此时北极点和南极点正午太阳高度有什么不同？此时，地球上正午太阳高度随纬度变化规律是怎样的？L太阳直射南回归线，正午太阳高度为90°。12点。北极点极夜，没有正午太阳高度。南极点极昼，正午太阳高度为23°26'。正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。正午太阳高度的变化夏至日，太阳直射哪条纬线？其正午太阳高度为多少度？经线L地方时为几点？北极点和南极点为极昼还是极夜？此时北极点和南极点正午太阳高度有什么不同？此时，地球上正午太阳高度随纬度变化规律是怎样的？L太阳直射北回归线，正午太阳高度为90°。12点。南极点极夜，没有正午太阳高度。北极点极昼，正午太阳高度为23°26'。正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。【总结】正午太阳高度随纬度的变化同一时刻，正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。同一时刻，距离直射点纬度越近的地区，正午太阳高度越大；反之正午太阳高度越小。90˚0˚90˚N90˚S60˚30˚0˚正午太

阳高度60˚N30˚N30˚S60˚S春秋分夏至冬至正午太阳高度的季节变化（30°N为例）30°N23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点30°N正午太阳高度角3.21—9.23（夏半年）0°—23°26'N之间较大正午太阳高度的季节变化（30°N为例）30°N23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点30°N正午太阳高度角3.21—9.23（夏半年）0°—23°26'N之间较大9.23—3.21（夏半年）0°—23°26'S之间较小正午太阳高度的季节变化（30°N为例）30°N23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点30°N正午太阳高度角3.21—9.23（夏半年）0°—23°26'N之间较大9.23—3.21（夏半年）0°—23°26'S之间较小3.21—6.22向北移动逐渐变大6.22—9.23向南移动逐渐变小正午太阳高度的季节变化（30°N为例）30°N23°26′N23°26′S3.216.229.2312.223.21时间直射点30°N正午太阳高度角3.21—9.23（夏半年）0°—23°26'N之间较大9.23—3.21（夏半年）0°—23°26'S之间较小3.21—6.22向北移动逐渐变大9.23—12.22向南移动逐渐变小6.22—9.23向南移动逐渐变小12.22—3.21向北移动逐渐变大直射点越靠近30°N，30°N正午太阳高度就越大，反之正午太阳高度越小。【总结】正午太阳高度的季节变化（北半球）90˚60˚30˚0˚正午太

阳高度夏至冬至冬至春分秋分赤道北回归线北极圈北极点30°N赤道上一年中正午太阳高度在春分日和秋分日达到最大90°，夏至日和冬至日达到最小值；赤道至北回归线之间，一年中有两次达到最大值90°；北回归线至北极圈之间，一年中夏至日达到最大值，冬至日达到最小值；北极圈以内，一年中夏至日达到最大值，开始极夜时达到最小值0°。【活动三】利用日晷观测正午太阳高度变化在一天中，太阳高度（角）从日出到正午逐渐增大，正午到日落逐渐减小，正午时刻为一天中太阳高度最大的时刻。李华通过观察记录了三天正午时刻影子长短，并记录到北京时间约12:12分。2023年11月20日周一2024年03月17日周日2023年07月22日周六1.李华记录的三天正午时刻太阳高度的大小关系如何？2.广州某中学（23°26'N,113°E）校园的日晷观测到的情况与北京有什么异同？北京夏季正午太阳高度较大，冬季正午太阳高度较小。相同：日影都是夏季较短，冬季较长。不同：广州的日影比北京短，一天中最短日影在北京时间12:12之后出现。正午太阳高度的计算HφφH正午太阳高度的计算公式：H=90°-纬度差其中H为正午太阳高度；“纬度差”是太阳直射点的纬度与所求纬度之间的纬度差；纬度差遵循“同侧减，异侧加”。0°正午太阳高度的计算H150°夏至日太阳直射北回归线，计算该日50°N和23°26'S的正午太阳高度。0°23°26'23°26'H250°N的正午太阳高度：H1=90°-（50°-23°26'）=63°26'23°26'S的正午太阳高度：H2=90°-（23°26'S+23°26'）=43°08'正午太阳高度的应用HαHhl太阳光线与集热板垂直，集热板与地面的夹角α与正午太阳高度H互为余角，即α+H=90°。为保证后楼不被前楼影子遮挡阳光，楼房间距l与楼高h的关系是：tanH=h/l。太阳方位（一）日出日落太阳方位（除极昼区外）太阳直射北半球，日出东北，日落西北；太阳直射南半球，日出东南，日落西南；太阳直射赤道，日出正东，日落正西。太阳方位（二）正午太阳方位太阳直射以北地区，正午太阳位于正南；太阳直射以南地区，正午太阳位于正北。太阳视运动轨迹春秋分日，太阳直射赤道，北京正午太阳高度约为50°；北京地处赤道以北，正午太阳位于正南；日出正东，日落正西。南北正午太阳高度角西东北京-40°NH=50°太阳视运动轨迹夏至日，太阳直射23°26'N，北京正午太阳高度约为73°26'；北京地处赤道以北，正午太阳位于正南；日出东北，日落西北。南北正午太阳高度角西东北京-40°N东北西北H=73°26′太阳视运动轨迹冬至日，太阳直射23°26S，北京正午太阳高度约为26°34'；北京地处赤道以北，正午太阳位于正南；日出东南，日落西南。南北正午太阳高度角西东北京-40°NH=26°34′东南西南【课堂总结】下图表示甲乙丙丁四个不同地点一年中昼夜长短的变化情况（图中阴影部分表示黑夜）。据此完成1-2题。【课堂检测】1．四个地点中，位于南半球的地点是A．甲地 B．乙地

C．丙地 D．丁地2．四个地点