晝夜長短和正午太陽高度變化導(dǎo)學(xué)案例

1、晝夜長短和正午太陽高度變化（教案）一、教學(xué)目標1. 知識與能力目標1掌握晝夜長短的變化規(guī)律及其原理2掌握正午太陽高度的變化及其原理以及計算3思考問題、探究問題的能力4對一些問題具有動手設(shè)計實驗的能力2. 過程與方法目標1通過對日常生活景象的分析了解晝夜長短和正午太陽高度的原理及規(guī)律2通過動手探究切身體驗科學(xué)的嚴謹和地理知識與生活的密切聯(lián)系3. 情感態(tài)度和價值觀目標1求真求實、探索事物規(guī)律的精神2熱愛科學(xué)，對地理學(xué)科有嚴謹?shù)膽B(tài)度二、重點、難點分析1. 重點：1晝夜長短的變化規(guī)律；2晝長夜長的計算方法（?？迹?；3晝夜長短變化的原理；4正午太陽高度變化的規(guī)律；5正午太陽高度值的計算。2. 難點：1晝

2、夜長短變化和正午太陽高度的變化原理；2晝長、夜長和正午太陽高度角的計算；3探索實驗的設(shè)計、實施及精確控制。三、課型：綜合型四、教學(xué)方法：講授法、探索法五、教具：地球儀、手電筒、同學(xué)自制工具六、參考資料：五年咼考真題匯編七、教學(xué)過程1. 回顧前面的課，根據(jù)與前文內(nèi)容上的聯(lián)系引出本次課的主題?！驹谖覀兦懊娴恼n程中學(xué)習(xí)了地球運動的規(guī)律及其特點、太陽直射點的移動、 晝夜交替和時差。 都是講地球的運動及地球與太陽的關(guān)系所引起的一系列現(xiàn)象。接下來，我們將更深入地體會地球運動所帶來的這些有趣的現(xiàn)象】導(dǎo)入當(dāng)我們正對著爐火時，感覺特別烤人；斜對著時，就不那么熱了。此外，注意觀 察的同學(xué)，會發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象：朝南

3、的房間，冬天充滿陽光，而夏天陽光卻射不到室內(nèi)。 這說明太陽的高度在變化：冬天低，陽光斜射；夏天高，陽光直射。想想這些現(xiàn)象的道理， 與天氣冷暖變化聯(lián)系起來，四季變化形成的原因？2. 提出問題引起學(xué)生的興趣：1為什么把晝夜長短的變化和正午太陽高度的變化放在一起講，它們之間 有什么內(nèi)在聯(lián)系？2太陽高度是什么？為什么只有正午太陽高度拿來講？3. 講述晝夜的概念晝一一面對太陽能照射到陽光的地方夜一一背對太陽不能照射到陽光的地方4. 晝長夜短反映日照時間的長短；正午太陽高度反映太陽輻射的強弱。5. 晝夜長短變化的原因：太陽直射點有規(guī)律地南北移動。6. 晝夜長短的規(guī)律：怎陽直肘點位賈北半球晝夜變化饑長我長0

4、T2即 26h Ntr傳比i槪置23 26* N232$ 霽1 M A ffi童畀范山皿上夏 半23a 26* NT崛 U -I-&4 討 N知 Hl 小年0晝檢二夜長023 26r SK N -侵民曷 3423 26r S冬23 26r S0年歸納：1.太陽直射點在哪個半球則哪個半球的晝長 夜長；2. 太陽直射赤道時，晝長 =夜長；3. 太陽直射點往北移則北半球晝長遞增，夜長遞減；4. 太陽直射點往南移則北半球晝長遞減，夜長遞增。7.講解為何太陽直射點移動會導(dǎo)致晝夜長短的變化。（結(jié)合地球儀）地球的自轉(zhuǎn)軸是相對固定地指向 北極星，地球公轉(zhuǎn)的時候姿態(tài)的變化導(dǎo)致太陽直射點有規(guī)律地南北移動。如果地軸

5、相應(yīng)地運動就可能沒有 晝夜長短的變化。地球本身的形狀也是導(dǎo)致直射點南北移動的重要原因。如果地球是個平面，情況就不是 現(xiàn)在這樣。8晝長的計算：常識性問題：晝長=日落時刻 一日岀時刻夜長=24 晝長公式：晝長=12- （12-日出時刻）X 2=（日落時刻-12 ）X 2口算規(guī)律：以6點日出，18點日落，晝長為12小時為基準。每推遲 T時間日出，就 會提前T時間日落，晝長減小 2T。每提前T時間日出，就會推遲 T時間日落，晝長增加 2T。日出時刻日落時刻晝長3:3020:30174201651914618127171081689. 赤道晝長：讀圖發(fā)現(xiàn)，赤道晝長總是12個小時，即晝長=夜長。事實上赤道

6、也總是晝夜等長。10. 太陽高度，反映了太陽輻射的強弱，實際指太陽高度角。問：是不是只有正午有太陽高度角，所以這里就講正午太陽高度？早晨有沒有太陽高度呢？早上太陽出來之后，會不會形成影子？事實上，大家都知道，早晨不但有影子，而且影子特別長，比正午的時候還長。下面我們就從 我們熟悉而且經(jīng)典的影長計算說起。B左圖的RN中,哪個角拱是太陽高度角？桿足是光線與地面的夾角 A嗎？還是光線與旗桿的夾角 B？有的同學(xué)說A，有的同學(xué)說B，有的表情一片茫然。到底是哪個角呢？我們舉個例子來證明一下。當(dāng)陽光直射地面的時候，旗桿的影子是不是就該消失？（那是肯定的）換句話說，光線會與旗桿平行，也就是說光線與旗桿的夾角是

7、 180或者0,而陽光直射的基本前提就是光線垂直于地面。 很顯然，太陽高度角是陽光與地面的夾角。我們現(xiàn)在來理解一個概念，正午是什么？是不是指12點？我們前面學(xué)過“地方時”與“區(qū)時”的差別。很顯然，12點的說法不夠準確。應(yīng)該是當(dāng)?shù)貢r間12點，也就是當(dāng)?shù)靥柛叨冉亲畲蟮臅r刻。在古裝劇中，我們可以看到古人就是用影長去計時，實際上就是在利用太陽高度的變化去計算時間，當(dāng)一天中影長最短的時刻就是正午。經(jīng)過長期的觀察和總 結(jié)，古人可以很準確地計時?？梢?，我們學(xué)習(xí)的地理知識是有規(guī)律的，非常嚴謹，非常有趣，跟生活 密切相關(guān)的學(xué)問。11.太陽高度角的變化規(guī)律16 / 16太陽直射點位趙00T23* 26 N23

8、26 N23 26 N00V23J 2& S23J 26J S太陽高度角(卄) 北H * 南北半球H南半珠H r曲 h eo N Hmmwo Hi. n北半球Hr南半珠1!北半球H1南半球IIS 90 3 Hro Hu. .12.正午太陽高度角的計算： 例1:太陽直射0,求2326 N的正午太陽高度角？A 汁町Rg沖r令B的緯度為(T t C的緯臨為甕26f N. 求ZC的大小亠NO9CT -ZAZA?ZA-|B點的韓度值Y點的緯度績B:、I 0 -23* I =(5肝 34例2: C點的緯度為30 N ,正午太陽高度角H( d。D點的緯度為60 N,已知C點的正午太陽高度角 H(C=60,求

9、D點的A 由己知W - c、D相FW C、R棚差30Kllh B相蔓6(T際=9CT -60 =30W(r-jB13. 實驗課程設(shè)計（1）目的：測量太陽高度角的變化，體會本次課程（2）時間：星期六8點 18點（3）人員：地理興趣小組成員及其他自愿參與的同學(xué)（4）方法：用1米長的直桿，每隔10分鐘測量一次影長并記錄（5）統(tǒng)計：獲取數(shù)據(jù)后由全班同學(xué)一起分析，畫出圖表，得出結(jié)論（6）注意事項：同學(xué)們注意防曬，防止中暑，防止紫外線傷害眼睛 重點測量北京時間11點至13點的影長，此段時間每 間隔5分鐘測量一次影長 注意實驗方法的改進，誤差的縮?。?）統(tǒng)計表格:統(tǒng)計時刻影長統(tǒng)計員（8）寫岀實驗報告14、作

10、業(yè)如左圖*太陽總射23“26f, A點的緯度為70fl 2求A點的太陽高 度角克分析圖:70 NBQT70* 23*正解：H（A）=90 -20 + （90 -23 26）=90 - 86 34=3 26生活中經(jīng)常會出現(xiàn)一些有意思的地理問題：1你觀察過自己在太陽下的影子嗎？一天之內(nèi)它什么時候最長？什么時候最短？一年呢？2、放暑假和寒假時，白天和黑夜一樣長嗎？3、我國南極科考隊為什么一般選擇在我國的冬半年前往南極考察？太陽直射點的移動，使地球表面接受到的太陽輻射能量，因時、因地而變化。這種變化可以通過晝夜長短和正午太陽高度的變化來體現(xiàn)。晝夜長短 反映了 日照時間的長短，正午太陽高度反映了 太陽輻

11、射的強弱。晝夜長短和正午太陽高度的變化四季更替和五帶的劃分（一）晝夜長短的變化1晝夜長短的變化規(guī)律夜長：晝長：晝弧所跨的經(jīng)度數(shù)*4分鐘夜弧所跨的經(jīng)度數(shù)*4分鐘晝弧長，則晝長；夜弧長，則夜長。晨昏線與太陽光線始終垂直。晨昏線的位置隨太陽直射點在南北回歸線間移動而變化。找看抓探究問題1讀圖回答： 北半球的夏至日，日期為 6 月 22 日前后太陽直射23 26 N4、哪個緯度晝長最長？ 哪個緯度晝長最短？北極圈及其以北地區(qū)晝長最長（極晝現(xiàn)象） 南極圈及其以南地區(qū)晝最短（極夜現(xiàn)象）5、晝長的緯度分布有什么規(guī)律 從北極圈向南到南極圈晝長越來越短，北極圈及其以北為極晝，南極圈及其以南為極夜1、太陽直射哪個

12、緯度？2、此時是什么節(jié)氣？日期是多少？6、太陽直射點與晝夜長短狀況的關(guān)系3、北半球的晝夜長短情況 南半球的晝夜長短情況 赤道晝夜長短情況北半球晝長夜短，北半球晝長為一年中最長；南半球晝短夜長赤道晝夜等長直射點所在的半球晝長夜短，且緯度越高晝長越長（另一半球反之 ）探究問題 2 讀圖回答： 太陽直射 0北半球的春分日或秋分日，日期為 北半球晝夜等長，南半球晝夜等長 太陽直射赤道，全球晝夜等長3月21日或 9月23日前后,赤道晝夜等長1、太陽直射哪個緯度？2、此時是什么節(jié)氣？日期是多少？3、北半球的晝夜長短情況南半球的晝夜長短情況 赤道晝夜長短情況？4、太陽直射點與晝夜長短狀況的關(guān)系探究問題 31

13、 太陽直射哪個緯度？2 此時是什么節(jié)氣 ?日期是多少3 北半球的晝夜長短情況南半球的晝夜長短情況 赤道晝夜長短情況？4 哪個緯度晝長最長？哪個緯度晝長最短？5 晝長的緯度分布有什么規(guī)律6太陽直射點與晝夜長短狀況的關(guān)系4南極圈及其以南地區(qū)晝長最長（極晝現(xiàn)象）北極圈及其以北地區(qū)晝最短（極夜現(xiàn)象）5從南極圈向北到北極圈晝長越來越短，北極圈及其以北地區(qū)為極夜，南極圈及其以南地區(qū) 為極晝。6直射點所在的半球晝長夜短，且緯度越高晝長越長（另一半球反之）1太陽直射23 26 S2北半球的冬至日 日期為 12月22日前后3北半球晝短夜長，北半球的晝長為一年中最??；南半球晝長夜短，赤道晝夜等長Z1Z2Z3太陽光

14、線直射點的緯度與剛好出現(xiàn)極晝（極夜）的緯度互余2X 23 26思考：直射點的緯度與出現(xiàn)極晝（極夜）的緯度有什么關(guān)系?春、秋 分夏 至冬至直射占八、位 置北半 球赤 道南半 球晝夜平分 晝夜平分 晝夜平分晝長夜短，越 往北白晝越長 晝夜平分 晝夜平分晝短夜長，越 往南白晝越短 晝短夜長，越 往北白晝越短 晝長夜短，越 往南白晝越長節(jié)氣側(cè)視圖俯視圖北半球南半球夏至冬至兩分因此要熟悉和理解不關(guān)于晝夜長短的變化規(guī)律，在問題設(shè)計上，更多的是利用光照圖切入,同時間背景下的日照圖。不同節(jié)氣的日照圖6時12時0時18時12時0時18時12時0時0時0時0時0時0時0時12時12時12時12時12時12時6時6

15、時6時6時6時6時18 時18 時18 時18 時18 時18 時3.太陽直射點的移動與晝夜長短的變化 太陽直射點向南移動 北半球晝漸短夜?jié)u長 太陽直射點向南移動 北半球晝漸短夜?jié)u長 北半球晝漸長夜?jié)u短 太陽直射點向北移動 太陽直射點向北移動 北半球晝漸長夜?jié)u短 （直射北半球）（北半球晝長夜短） （直射北半球） （北半球晝長夜短） （直射南半球） （ 北半球晝短夜長） （直射南半球） （ 北半球晝短夜長） 夏至日北半球晝長最長，夜長最短，南半球反之 冬至日南半球晝長最長，夜長最短，北半球反之（1）晝夜長短狀況與太陽直射點位置的關(guān)系： 直射點所在的半球晝長夜短，且緯度越高晝越長。（2）晝夜長短的

16、變化與太陽直射點移動的關(guān)系 直射點移向 _半球晝增長 直射點向北移，北半球晝增長。 直射點向南移，南半球晝增長。（3）春、秋分全球晝夜平分，赤道永遠晝夜平分。1. 晝夜長短的變化 晝夜長短的緯度分布： 赤道終年晝夜平分 隨緯度的升高，晝夜長短的變化幅度增大 極圈上出現(xiàn)極晝、極夜 極圈到極點，極晝、極夜的天數(shù)，由一天增加到半年 晝夜長短的季節(jié)變化： 春秋二分晝夜平分，冬夏二至?xí)円箻O端 太陽直射點在哪個半球，哪個半球晝長夜短 太陽直射點向哪個半球移動，哪個半球白晝增長WordsFromNotePagePage No.9WordsFromSlide各地的晝夜長短，因晨昏圈隨太陽直射點的移動而發(fā)生變化

17、：當(dāng)太陽直射點落在赤道（春秋二分）時，晨昏圈通過兩極（與經(jīng)圈重合） ，等分所有緯 線。因此，全球各地晝夜等長。夏至日，太陽直射點移至北回歸線，晨昏圈偏離兩極，與南、北極圈相切。這時，晝弧 與夜弧的分割最為懸殊。北半球（太陽直射的半球）各緯度晝最長而夜最短；南半球相反。 北半球的晝長和南半球的夜長， 皆隨緯度增高而增大。到北極圈內(nèi)，緯線全線是晝弧， 晝長 達 24 小時，“夕陽”連著“朝輝” ，終日太陽不落，稱為極晝。在南極圈內(nèi)，緯線全線位于 夜半球， 24 小時漫漫長夜，終日不見太陽，稱為極夜。赤道是唯一保持晝夜等長的地方。 從幾何上說，赤道和晨昏圈都是地球的大圓；兩個大圓相交，必相互等分。冬

18、至日，太陽直射點移至南回歸線。 這時，南北兩半球的晝夜長短分布情形，與夏至日 相反。晝夜長短的簡單計算晝夜的長短， 視晨昏圈分割緯線的情況而定。 一般情形下， 緯線被晨昏圈分割成兩部分： 位于晝半球的部分叫晝?。?位于夜半球的部分叫夜弧。 晝弧和夜弧的弧長， 決定該地的晝長 和夜長：弧長 15 ，折合時間 1 小時。2. 正午太陽高度的變化 概念：太陽光線與地平面的夾角（看太陽時視線的仰角） 。 正午太陽高度：正午即當(dāng)?shù)氐胤綍r 12 時，是一天中太陽 升得最高的時刻，故正午太陽高度是一天中最大的。 無論何時何地，太陽直射點的太陽高度總是最大的（ 90） 正午太陽高度的計算：H = 90 W 3

19、 |（其中W為地理緯度，3為當(dāng)時太陽直射點的緯度）正午太陽高度的緯度分布：從太陽直射點所在緯度向南北兩側(cè)遞減春、秋分從赤道向兩側(cè)遞減；冬（夏）至從南（北）兩側(cè)遞減。 距太陽直射點越近（緯度差越?。?，正午太陽高度越大。 正午太陽高度的季節(jié)變化：北回歸線極其以北，南回歸線及其以南每年有一個極大值 分別出現(xiàn)在夏至和冬至。南北回歸線之間每年有兩個極大值（即兩次直射）南北半球每年各出現(xiàn)一個極小值，分別出現(xiàn)在夏至和冬至。赤道上每年出現(xiàn)兩個極小值一一夏至和冬至師?。?）地球上總有2（2、通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道，正午太陽高度總是由太陽直射點向南北遞減，距直射點越遠，正午太陽高度角就越小，而且某地區(qū)和直射點

20、相差多少緯度，該地的正午太陽高度就和太陽直射點的太陽高度相差多少。根據(jù)這一規(guī)律，我們就可以求算某地的正午太陽高度了。 由于正午太陽高度等于緯度差，我們就可以以這樣的公式來求D點的正午太陽高度：H= 90 -緯度差，即 H=90 -丨 - 3 | 式中的H為正午太陽高度，$為當(dāng)?shù)氐乩砭暥龋?為太陽直射點的緯度 （任何一天的3 可以在天文年歷中查到），當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌担肽耆∝撝?。投影：分別求算出二分二至日時，北京（40 NIFJiIITJ邙山屯爻春、秋分日： H= 90 - | 40 -0 |= 50；夏至日：H= 90 - | 40 -23 26| = 73 26.冬至日：H = 90 -

21、| 40 +23 26| =26 34夏至日，太陽直射北回歸線越向北晝越長，北半球晝長達一年中最大值，南半球晝長達最小值春秋分末陽百別赤道全球壯夜等長冬至日，太陽直射南回歸線越向南晝越長，南半球晝長達一年中最大值，北半球晝長達鍛小值春分FI和秋分F全球晝複長婭變化師（在學(xué)生討論歸納的基礎(chǔ)上進行總結(jié)）夏至日北半球各地晝長夜短，緯度越高白晝越長，北極圈及其以北地區(qū)有極晝現(xiàn)象，南半球情況相反；夏至日北回歸線正午太陽高度迖一年中怕授人優(yōu)iI-T-aM高度伸門北回列線向網(wǎng)匕兩惻減小。 冬至日，北半球各地晝短夜長，緯度越高白晝越短，北極圈及其以北地區(qū)有極夜現(xiàn)象，南半球情況相反:冬至Fh北半球樸地匸午心陽高度達一年中怕笊低 春、秋分日，全球各地晝夜平分，正午太陽高度角赤道最大，并由此向南北兩側(cè)遞減。師：由以上分析我們知道，全球除赤道外，同一緯度地區(qū)，晝夜長短和正午太陽高度隨季節(jié)變化而變化，特別在地球的中緯度地區(qū)最明顯，這樣就產(chǎn)生了四季。在天文學(xué)上，夏季是一年中白晝最長、 正午太陽高度較大的