巧用角速度解決地理難題

巧用角速度解決地理難題-----談飛機上的晝夜交替問題的創(chuàng)新解法這一類地理測試題,常?？疾榈綄W(xué)生知識弱區(qū)或盲區(qū),令很多同學(xué)感到茫然無所適從。下略舉數(shù)例予以說明。例題1.(湖南省長郡中學(xué)2007屆高三年級調(diào)研考試)一飛機沿赤道以555km/小時的速度向西飛行，乘客感覺到的晝夜長短是:A、晝長約12小時，夜長約12小時B、晝長約18小時，夜長約18小時C、晝長約9小時，夜長約15小時D、晝長約18小時，夜長約6小時解析：赤道上經(jīng)度相差1°的弧長為111km，那么以地面為參照物的該飛機繞地飛行角速度V飛機=（555÷111）°/小時=5°/小時；地球自轉(zhuǎn)的角速度V地球=15°/小時。但由于飛機的飛行方向與地球自轉(zhuǎn)方相反，且V飛機﹤V地球，因此以太陽為參照物看到的飛機繞地飛行情況為：飛機繞地向東飛行，角速度V太陽=V地球-V飛機=（15-5）°/小時=10°/小時。在飛機上一個晝夜更替周期=360°÷10°/小時=36小時。在赤道上晝夜等長，所以乘客感覺到的晝長=夜長=36÷2=18小時。答案為B。小結(jié)：以飛機在赤道上空飛行為例，其飛行角速度為V飛機=5°/小時（555千米/小時），以太陽為參照物看到的飛機繞地球飛行角速度為V太陽=V飛機+V地球或V太陽=V飛機-V地球（大的V減去小的V（1）飛機向東飛行，其繞地球飛行角速度為V太陽=V飛機+V地球即V太陽=5°/小時+15°/小時=20°/小時，其晝夜更替周期為360°÷20°/小時=18小時，晝=夜=9小時，與地面（赤道晝夜更替周期為360°÷15°/小時=24小時，晝=夜=12小時）相比，晝夜均變短；（2）飛機向西飛行，其繞地球飛行角速度為V太陽=V飛機-V地球，因V飛機﹤V地球，所以V陽=15°/小時-5°/小時=10°/小時，其晝夜更替周期為360°÷10°/小時=36小時，晝=夜=18小時，與地面（赤道晝夜更替周期為360°÷15°/小時=24小時，晝=夜=12小時）相比，晝夜均變長。其實這類題目的解決關(guān)鍵是要弄清以下三個問題：（1）地球的自轉(zhuǎn)方向及角速度V地球；（2）以地面為參照物的飛機繞地飛行方向及角速度V飛機；（3）以太陽為參照物的飛機繞地飛行方向及角速度V太陽。例題2.(湖北省黃岡中學(xué)2008屆高三年級模擬考試)某飛機于2004年9月23日下午A、飛行員在飛行途中看到太陽一直在西邊的地平線上B、在經(jīng)過120°E、120°W和0°經(jīng)線時都能看到日出C、在經(jīng)過180°經(jīng)線時看到了日落D、該飛機在飛行過程中經(jīng)歷了三個晝夜解析：該飛機剛好從晨線上起飛,以地面為參照物的該飛機繞地飛行角速度V飛機=360°÷48小時=7.5°/小時,飛行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。以太陽為參照物看到的飛機繞地飛行情況為：飛機繞地向東飛行，角速度V太陽=V物體+V地球=（7.5+15）°/小時=22.5°/小時。在飛機上感覺到的晝夜更替周期=360°÷22.5°/小時=16小時，該飛機在飛行過程中經(jīng)歷的晝夜個數(shù)為48小時÷16小時=3。答案為D。例題3.(湖南名校聯(lián)考)在30°N緯線上，若飛機向東以15°/小時的速度飛行，那么飛機上的人將經(jīng)歷A、晝夜長短相等B、晝夜長度均增加了一倍C、晝夜長度均減小了一半D、太陽永不西落或東升解析：以地面為參照物的飛機繞地飛行角速度V飛機=15°/小時；由于V飛機與V地球方向一致，因而以太陽為參照物的飛機繞地飛行角速度V太陽=V飛機+V地球=15°/小時+15°/小時=30°/小時。以太陽為參照物看到的飛機繞地飛行一周（即完成一個晝夜更替周期）所需的時間=360°÷30°/小時=12小時。在飛機上一個晝夜更替周期變成了地面上的1/2，由于飛機運動是勻速的，所以飛機的晝夜各變?yōu)榈孛嫔系?/2。答案為C。方法歸納:①物體向東運動時，晝夜交替周期小于一個太陽日。V地球=15°/時V物體>0°/時V太陽=15°/時+V物體,(V地球為地球的自轉(zhuǎn)角速度；V物體為以地面為參照物的物體繞地角速度；V太陽為以太陽為參照物的物體繞地角速度)物體晝夜交替周期=360°÷V太陽<24小時②物體向西運動時：其繞地球運行角速度為V太陽=︱V物體-V地球︱。a.若物體運動角速度小于15°/h，則V太陽<V地球,則晝夜交替周期大于1個太陽日。b.若物體運動角速度等于15°/h，則V太陽=0,則物體運動與太陽保持相對靜止，無晝夜交替現(xiàn)象。c.若物體運動角速度大于15°/h，但小于30°/h，則V太陽<15°/h,晝夜交替周期大于1個太陽日。d.若物體運動角速度等于30°/h，則V太陽=15°/h,則晝夜交替周期等于1個太陽日。e.若物體運動角速度大于30°/h，則V太陽>15°/h,則晝夜交替周期小于1個太陽日。鞏固練習(xí)有一架飛機在當(dāng)?shù)貢r間7月1日5時從旭日東升的A1、降落到B機場時，當(dāng)?shù)貢r間為：（）A．7月2日11時B．C．7月1日19時D．2、從A機場飛行到B機場經(jīng)歷的時間是：（）A．6小時B．10小時C．14小時D．22小時北京時間2007年9月23日12時3、飛行過程中飛行員能觀察到的日出日落次數(shù)是：A、一次日出一次日落B、兩次日出一次日落C、一次日出兩次日落、D、只有一次日落4、該飛機上的晝夜交替時間為：A、6小時B、8小時C12小時、D、24小時5、一架飛機在赤道上空從當(dāng)?shù)貢r間正午12時起飛，自西向東飛，每小時飛越經(jīng)度15度。當(dāng)飛機24小時繞地球一周后，經(jīng)歷的日出、日落數(shù)為：A、兩次日出，兩次日落B、一次日出，一次日落C、兩次日出，一次日落D、無日出、日落現(xiàn)象讀“某地區(qū)等高線地形圖”（圖1），假設(shè)一探險者駕駛輕型飛機從圖中的P地出發(fā)，以555千米/小時的速度向東環(huán)球飛行一周。完成6—86．探險者在飛行過程中感覺到的晝夜長短情況是A．晝長約9小時，夜長約9小時B．晝長約12小時，夜長約12小時C．晝長約10小時，夜長約11小時D．晝長約18小時，夜長約18小時7．探險者在飛行過程中，經(jīng)歷的下列現(xiàn)象，可信的是（）A．準(zhǔn)確測出某日正午太陽高度值為60°B．看到某大陸上有一個很大的湖泊，該湖泊為世界第二大淡水湖C．在某大洋上空，拍攝到澳大利亞的塔斯馬尼亞島的照片D．飛越了東西