新教材適用2023-2024學(xué)年高中地理第1章地球的運(yùn)動(dòng)第2節(jié)地球的公轉(zhuǎn)第1課時(shí)地球公轉(zhuǎn)黃赤交角及其影響正午太陽(yáng)高度的變化課件湘教版選擇性必修1

第一章第二節(jié)第1課時(shí)地球公轉(zhuǎn)黃赤交角及其影響

正午太陽(yáng)高度的變化地理內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑隨堂訓(xùn)練課標(biāo)定位1.地球公轉(zhuǎn)的基本特征2.黃赤交角及其影響3.正午太陽(yáng)高度的變化(1)正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律(2)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算(3)正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用素養(yǎng)闡釋1.通過閱讀地球公轉(zhuǎn)示意圖和黃赤交角圖,理解地球公轉(zhuǎn)特征,培養(yǎng)地理綜合思維2.結(jié)合正午太陽(yáng)高度的變化,理解其變化規(guī)律,增強(qiáng)地理實(shí)踐力3.通過填繪公轉(zhuǎn)示意圖、黃赤交角圖、正午太陽(yáng)高度分布圖,提高地理綜合思維和動(dòng)手能力4.聯(lián)系生活實(shí)例,嘗試?yán)玫厍蚬D(zhuǎn)、正午太陽(yáng)高度相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題,培養(yǎng)地理實(shí)踐力自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、地球公轉(zhuǎn)1.繞轉(zhuǎn)中心:太陽(yáng)。2.方向:自西向東。3.周期:365日6時(shí)9分10秒,即一個(gè)恒星年。4.公轉(zhuǎn)軌道及速度:是近似正圓的橢圓,太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上?！舅伎几形颉?/p>

夏至日地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置與遠(yuǎn)日點(diǎn)重合,冬至日地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置與近日點(diǎn)重合,這種說法對(duì)嗎?提示:不對(duì)。從時(shí)間上看,近日點(diǎn)為1月初,冬至日為12月22日前后;遠(yuǎn)日點(diǎn)為7月初,夏至日為6月22日前后。從地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置看,近日點(diǎn)比冬至日靠東,遠(yuǎn)日點(diǎn)比夏至日靠東。二、黃赤交角及其影響1.含義地球公轉(zhuǎn)軌道面叫作黃道面,過地心并與地軸垂直的平面稱為赤道面。黃道面與赤道面之間的夾角叫作黃赤交角。目前,其大小是23.5°,地軸與黃道面之間的夾角是66.5°。2.影響:引起太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回歸線之間往返運(yùn)動(dòng)。(1)移動(dòng)規(guī)律。(2)移動(dòng)周期:太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)的周期是365日5時(shí)48分46秒,叫作一個(gè)回歸年?！舅伎几形颉?/p>

黃赤交角增大或減小,對(duì)太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度范圍有明顯影響。你知道會(huì)帶來哪些影響嗎?提示:黃赤交角增大或減小,太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度范圍也會(huì)隨之增大或減小。如:黃赤交角增大(減小)1°,太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度范圍增加(減少)2°。三、正午太陽(yáng)高度的變化1.概念(1)太陽(yáng)高度:太陽(yáng)光線與地平面之間的夾角(即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋?,叫作太陽(yáng)高度角,簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度。(2)正午太陽(yáng)高度:一天中太陽(yáng)高度最大值出現(xiàn)在正午,稱為正午太陽(yáng)高度。2.變化原因:黃赤交角的存在,太陽(yáng)直射點(diǎn)南北移動(dòng)。3.變化規(guī)律(1)緯度變化:同一時(shí)刻,由太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度向南北兩側(cè)遞減。(2)季節(jié)變化。③春、秋分日:赤道上達(dá)一年中最大值。

【思考感悟】

試分析本地正午太陽(yáng)高度何時(shí)達(dá)到一年中的最大值。提示:根據(jù)當(dāng)?shù)厮幍木暥任恢门袛?。如果位于北回歸線及其以北地區(qū),則夏至日達(dá)最大值;如果位于北回歸線以南地區(qū),則直射時(shí)達(dá)到最大值。合作探究釋疑解惑[問題引領(lǐng)]探究一黃赤交角及其影響黃赤交角是赤道面和地球公轉(zhuǎn)軌道面的夾角,其本質(zhì)是一個(gè)面面角。黃赤交角示意

結(jié)合材料探究:(1)回歸線、極圈的度數(shù)與黃赤交角有什么關(guān)系?(2)黃赤交角除對(duì)地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響外,還影響哪些自然地理現(xiàn)象?提示:(1)回歸線的度數(shù)等于黃赤交角的度數(shù);極圈的度數(shù)與黃赤交角的度數(shù)互余。(2)如:黃赤交角變化→太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)范圍變化→五帶范圍變化和氣壓帶、風(fēng)帶移動(dòng)范圍變化→氣候帶分布范圍變化→自然帶分布范圍變化等。[歸納提升]1.黃赤交角的形成原因地球在公轉(zhuǎn)時(shí),地軸與黃道面(地球公轉(zhuǎn)軌道面)不垂直,而是有一個(gè)小于90°的夾角,使黃道面與赤道面之間產(chǎn)生了一個(gè)約23.5°的夾角,即黃赤交角。2.黃赤交角的特點(diǎn)(1)與黃赤交角有關(guān)的線線關(guān)系、線面關(guān)系和面面關(guān)系。①地軸與赤道面是垂直的。②太陽(yáng)光線始終與晨昏線垂直。③地軸與黃道面成66.5°夾角。④赤道面與黃道面成23.5°夾角。(2)“一軸兩面三角度”?！耙惠S”是指地軸;“兩面”是指赤道面和黃道面;“三角度”指黃道面和赤道面的夾角為23.5°,地軸與黃道面的夾角為66.5°,地軸與赤道面的夾角為90°。(3)“三個(gè)基本不變”。地球在運(yùn)動(dòng)過程中,地軸的空間指向基本不變,北極始終指向天空的北極星附近;黃赤交角的大小基本不變,約保持23.5°;地球運(yùn)動(dòng)的方向不變,總是自西向東。3.黃赤交角的影響(1)決定了太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)范圍。(2)決定了五帶的范圍。①回歸線度數(shù)=黃赤交角的度數(shù)。②極圈的度數(shù)=90°-黃赤交角的度數(shù)。(3)決定了太陽(yáng)直射范圍和極晝極夜范圍。①南北回歸線之間有直射現(xiàn)象。②南北極圈以內(nèi)有極晝極夜現(xiàn)象。4.黃赤交角變化帶來的影響

黃赤交角變大(變小)太陽(yáng)直射范圍變大(變小)極晝、極夜范圍變大(變小)五帶的范圍熱帶和寒帶的范圍變大(變小)溫帶的范圍變小(變大)正午太陽(yáng)高度的年變化年變化幅度變大(變小)[典型例題]下圖是黃赤交角和太陽(yáng)光照射地球示意圖。讀圖,完成下列問題。(1)下列關(guān)于黃赤交角的敘述,正確的是(

)①圖中α是黃赤交角

②圖中β是黃赤交角③目前黃赤交角約23.5°

④目前黃赤交角約66.5°A.①②

B.②③C.①③

D.③④(2)假設(shè)圖中α為90°,不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(

)A.太陽(yáng)終年直射赤道B.溫帶范圍變大C.高緯度仍有極晝極夜現(xiàn)象D.正午太陽(yáng)高度的年變化幅度變小答案:(1)B

(2)C解析:第(1)題,圖示α是地軸與黃道面的夾角,度數(shù)為66.5°,①錯(cuò)誤;圖示β是黃道面與赤道面的夾角,即黃赤交角,目前度數(shù)約23.5°,故②③正確,④錯(cuò)誤。第(2)題,結(jié)合圖示,若α為90°,即黃赤交角為0°,則太陽(yáng)終年直射赤道;黃赤交角變小,溫帶范圍變大;正午太陽(yáng)高度的年變化幅度變小;由于太陽(yáng)直射點(diǎn)始終直射赤道,高緯度地區(qū)將沒有極晝極夜現(xiàn)象。故選C項(xiàng)。特別提醒若黃赤交角變?yōu)?°,目前地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義將不復(fù)存在,會(huì)出現(xiàn)太陽(yáng)始終直射赤道,正午太陽(yáng)高度不會(huì)變化,全球各地始終晝夜平分,全球全年無(wú)四季變化。[問題引領(lǐng)]探究二正午太陽(yáng)高度的變化福建某中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)的窗戶遮陽(yáng)板,實(shí)現(xiàn)了教室內(nèi)良好的遮陽(yáng)與采光。下圖示意遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)原理。結(jié)合材料探究:(1)若遮陽(yáng)板收起,指出室內(nèi)正午太陽(yáng)光照面積達(dá)一年中最大值時(shí)的日期,并分析原因。(2)濟(jì)南某中學(xué)生借鑒這一設(shè)計(jì),若兩地窗戶大小形狀相同,夏季為了達(dá)到更好的遮陽(yáng)效果,應(yīng)作怎樣的調(diào)整?提示:(1)冬至日。該地位于北半球,北半球的冬至日太陽(yáng)直射南回歸線,正午太陽(yáng)高度最小,因而室內(nèi)正午太陽(yáng)光照面積達(dá)一年中的最大值。(2)濟(jì)南比福建緯度高,正午太陽(yáng)高度小。因此,夏季為了達(dá)到更好的遮陽(yáng)效果,安裝高度不變,加長(zhǎng)遮陽(yáng)板(或遮陽(yáng)板長(zhǎng)度不變,降低安裝高度)。[歸納提升]1.太陽(yáng)高度和正午太陽(yáng)高度的區(qū)別太陽(yáng)光線與地平面之間的夾角,叫作太陽(yáng)高度角,簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度(如圖甲所示)。一天中太陽(yáng)高度最大值出現(xiàn)在正午,稱為正午太陽(yáng)高度(如圖乙所示)。甲

太陽(yáng)高度示意圖

乙

正午太陽(yáng)高度示意圖

2.正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律(1)緯度變化規(guī)律。同一時(shí)刻,正午太陽(yáng)高度從太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度向南北兩側(cè)遞減。二分二至日正午太陽(yáng)高度分布示意圖

①北半球夏至日:正午太陽(yáng)高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減,如圖中c折線所示。②北半球冬至日:正午太陽(yáng)高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減,如圖中a折線所示。③春、秋分日:正午太陽(yáng)高度由赤道向南北兩側(cè)遞減,如圖中b折線所示。(2)季節(jié)變化規(guī)律。

北半球節(jié)氣達(dá)最大值的地區(qū)達(dá)最小值的地區(qū)夏至北回歸線及其以北各緯度南半球各緯度冬至南回歸線及其以南各緯度北半球各緯度春、秋分赤道南北兩極點(diǎn)3.正午太陽(yáng)高度的計(jì)算方法(1)正午太陽(yáng)高度=90°-當(dāng)?shù)鼐暥扰c直射點(diǎn)緯度的差值。(2)任意一天,與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度的差值相等的各地點(diǎn),正午太陽(yáng)高度相等;正午太陽(yáng)高度相等的兩條緯線關(guān)于直射點(diǎn)所在緯線對(duì)稱。(3)極晝區(qū)極點(diǎn)的太陽(yáng)高度的日變化特征:太陽(yáng)高度無(wú)日變化,其數(shù)值等于當(dāng)日太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度。4.正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用(1)確定地方時(shí)。當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中的最大值時(shí),此時(shí)日影最短,當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)確定房屋的朝向。為了獲得更充足的太陽(yáng)光照,房屋的朝向通常與正午太陽(yáng)所在位置有關(guān)。在北回歸線以北地區(qū),正午太陽(yáng)位于正南方,房屋朝南;在南回歸線以南地區(qū),正午太陽(yáng)位于正北方,房屋朝北。(3)判斷日影長(zhǎng)短及方向。正午太陽(yáng)高度越大,日影越短;正午太陽(yáng)高度越小,日影越長(zhǎng)。日影方向背向太陽(yáng)。(4)確定當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取傻厮诰暥炔疃嗌俣?其正午太陽(yáng)高度就差多少度。根據(jù)某地某日(二分二至日)正午太陽(yáng)高度,可判斷該地區(qū)緯度大小。(5)確定樓距、樓高。為了更好地保證各樓層都有良好的采光,樓與樓之間應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x。以我國(guó)為例,下圖中南樓高度為h,該地冬至日正午太陽(yáng)高度為H,則最小樓間距L為:L=hcotH。(6)調(diào)整太陽(yáng)能熱水器的傾角。為了更好地利用太陽(yáng)能,應(yīng)不斷調(diào)整太陽(yáng)能熱水器與樓頂平面之間的傾角,使太陽(yáng)光與受熱板成直角。其傾角和正午太陽(yáng)高度的關(guān)系為∠α+∠h=90°。(如下圖)[典型例題]我國(guó)某校地理興趣小組的同學(xué),把世界上四地年內(nèi)正午太陽(yáng)高度變化及正午太陽(yáng)方向繪成簡(jiǎn)圖。讀圖,完成下列問題。(1)可能反映學(xué)校所在地年內(nèi)正午太陽(yáng)高度變化及正午太陽(yáng)方向的是(

)A.③

B.④

C.①

D.②(2)當(dāng)②地正午太陽(yáng)高度達(dá)到最大值時(shí)(

)A.該學(xué)校所在地天氣炎熱B.太陽(yáng)在地球上的直射點(diǎn)將北移C.地球公轉(zhuǎn)速度較慢D.其他三地正午太陽(yáng)所在方向不同答案:(1)A

(2)B解析:第(1)題,①地年內(nèi)正午太陽(yáng)高度變化對(duì)稱分布,有直射現(xiàn)象,所以該地位于赤道;②地有太陽(yáng)直射現(xiàn)象,且全年正午太陽(yáng)都位于正北方向,該地位于南回歸線;③地有太陽(yáng)直射現(xiàn)象,且全年正午太陽(yáng)都位于正南方向,該地位于北回歸線;④地?zé)o太陽(yáng)直射現(xiàn)象,且有極夜現(xiàn)象,全年正午太陽(yáng)都位于正南方向,該地位于北寒帶。根據(jù)我國(guó)國(guó)土跨越的緯度狀況,赤道沒有穿過我國(guó),我國(guó)沒有寒帶,故A項(xiàng)正確。第(2)題,根據(jù)上題分析結(jié)果,②地位于南回歸線,當(dāng)南回歸線正午太陽(yáng)高度達(dá)到最大值時(shí)是12月22日左右,我國(guó)天氣寒冷;地球公轉(zhuǎn)速度較快(接近近日點(diǎn));其他三地都位于太陽(yáng)直射點(diǎn)以北,正午太陽(yáng)所在方向相同,都位于正南方向。規(guī)律總結(jié)正午太陽(yáng)高度基本變化規(guī)律:同一緯線上正午太陽(yáng)高度相等;同一日期,與太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度的差值相等的兩條緯線上正午太陽(yáng)高度相等;距離太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯線越近的地點(diǎn),正午太陽(yáng)高度越大,反之越小。地理實(shí)踐【動(dòng)動(dòng)腦,想一想】

2021年6月,小明的父母在某小區(qū)購(gòu)買了一套位于一層的住房,看房那天,房屋內(nèi)陽(yáng)光充足。2023年1月,全家入住后,發(fā)現(xiàn)陽(yáng)光全被前樓擋住了。他感到很困惑,購(gòu)房的時(shí)候,屋內(nèi)采光是沒有問題的,怎么現(xiàn)在屋內(nèi)陽(yáng)光就被擋住了呢?上圖是小區(qū)正午陽(yáng)光變化示意圖。請(qǐng)你幫助小明分析原因。答案:由于黃赤交角的存在,地球公轉(zhuǎn)引起太陽(yáng)直射點(diǎn)南北移動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致正午太陽(yáng)高度發(fā)生有規(guī)律的變化。因此,在不同的季節(jié),該地正午太陽(yáng)高度不同,房屋里面陽(yáng)光照射情況發(fā)生變化。冬季正午太陽(yáng)高度較小,陽(yáng)光被前樓遮擋?！緞?dòng)動(dòng)手,做實(shí)驗(yàn)】

“立竿測(cè)影法”測(cè)算正午太陽(yáng)高度1.實(shí)驗(yàn)器材一根2米長(zhǎng)的竹竿,一段5米長(zhǎng)的細(xì)繩。2.實(shí)驗(yàn)步驟第一步:通過網(wǎng)絡(luò)查找當(dāng)?shù)貙W(xué)校所處的經(jīng)緯度,換算出當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)為12:00時(shí)的北京時(shí)間。第二步:垂直豎立一根2米長(zhǎng)的竹竿(OP),當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)12:00時(shí),量出竿影長(zhǎng)度(OP')。第三步:根據(jù)tanα=OP/OP',算出正午太陽(yáng)高度α。3.實(shí)驗(yàn)記錄隨著太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng),當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度有明顯的季節(jié)變化。4.提煉地理原理某地正午太陽(yáng)高度的大小,取決于當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽(yáng)直射點(diǎn)之間的緯度差。課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練1.下列地球繞日公轉(zhuǎn)示意圖中,正確的是(

)答案:A解析:由圖可知,A、B兩項(xiàng)是北極俯視圖,根據(jù)地軸的傾斜方向規(guī)律“左斜左冬,右斜右冬”,可知A項(xiàng)中右側(cè)地球所在位置為冬至日,在近日點(diǎn)附近,符合地球運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律,故A項(xiàng)正確。B項(xiàng)太陽(yáng)應(yīng)位于圖中偏右的位置;C、D兩項(xiàng)中地球自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向不一致。讀黃赤交角示意圖,完成2~3題。2.下列說法正確的是(

)A.圖中β的度數(shù)是極圈的緯度數(shù)B.圖中α是黃赤交角C.α的大小與直射點(diǎn)緯度范圍相同D.β的大小與回歸線的緯度數(shù)相等3.專家發(fā)現(xiàn),北回歸線大約以每年14.4米的速度由北向南移動(dòng)。北回歸線南移的結(jié)果是(

)A.黃赤交角增大 B.回歸年周期變長(zhǎng)C.溫帶面積擴(kuò)大

D.全球氣溫升高答案:2.D

3.C解析:第2題,β表示黃赤交角,它與回歸線的緯度數(shù)相等。第3題,回歸線的緯度數(shù)等于黃赤交角的度數(shù),根據(jù)題意可知,黃赤交角度數(shù)不斷變小,則熱帶范圍變小,寒帶范圍變小,溫帶范圍變大。下圖示意6月22日與12月22日地球表面四地正午太陽(yáng)高度。讀圖,完成4~6題。4.四地自北向南排列,依次是(

)A.甲、乙、丙、丁 B.甲、丙、丁、乙C.丁、乙、丙、甲 D.甲、丙、乙、丁5.四地的地球自轉(zhuǎn)線速度由大到小排列,依次是(

)A.甲、乙、丙、丁 B.乙、丙、丁、甲C.丁、乙、丙、甲 D.甲、丙、乙、丁6.若乙地6月22日的正午太陽(yáng)高度是49°,則乙地該日太陽(yáng)能熱水器的最佳安裝傾角是(

)A.60°

B.23°

C.41° D.30°答案:4.D

5.B

6.C解析:第4、5題,據(jù)圖推斷,甲、丙位于北半球,乙、丁位于南半球,且丙位于北回歸線上。乙的正午太陽(yáng)高度在6月22日達(dá)到一年中的最小值,其數(shù)值大于43°,所以乙位于赤道與南回歸線之間。甲、丁的正午太陽(yáng)高度在二至日時(shí)都小于66.5°,說明甲位于北回歸線以北,丁位于南回歸線以南,根據(jù)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式估算甲、丁的緯度數(shù)值,丁比甲的緯度低。所以四地自北向南依次為甲、丙、乙、丁。地球自轉(zhuǎn)線速度隨著緯度的增加而減小,緯度越低,自轉(zhuǎn)線速度越大,所以四地按地球自轉(zhuǎn)線速度由大到小排列依次是乙、丙、丁、甲。第6題,根據(jù)正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用,太陽(yáng)能熱水器的安裝傾角與正午太陽(yáng)高度之和是90°,即安裝傾角應(yīng)是41°。7.北京(40°N)某中學(xué)高中生開展地理課外活動(dòng),在連續(xù)三個(gè)月內(nèi)三次測(cè)量正午太陽(yáng)高度,獲得測(cè)量數(shù)據(jù)(見下表)。三次測(cè)量中,其中一次測(cè)量的當(dāng)天,正值(

)A.春分日 B.夏至日C.秋分日 D.冬至日答案:C解析:第一次測(cè)量時(shí),太陽(yáng)直射北半球,第二次測(cè)量時(shí)太陽(yáng)直射赤道,第三次測(cè)量時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)在南半球,太陽(yáng)直射點(diǎn)由北向南移動(dòng),說明第二次測(cè)量時(shí)是當(dāng)?shù)氐那锓秩?。故C項(xiàng)正確。第一次第二次第三次60°50°40°8.閱讀圖文材料,完成下列問題。青云花園是我國(guó)某城市(36.5°N)一所集歐美建筑精華于一體的住宅小區(qū),小區(qū)設(shè)施齊全,環(huán)境優(yōu)美。完工后當(dāng)?shù)鼐用駹?zhēng)相購(gòu)買,然而一年后,底層住戶以采光條件差將開發(fā)商告上法庭。圖1為青云花園小區(qū)平面分布圖,圖2為該小區(qū)學(xué)校的研究性學(xué)習(xí)小組繪制的某一日內(nèi)旗桿桿影軌跡示意圖(O為立桿處,虛