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第3课时地球公转与自转共同作用下产生的地理意义学习目标：1.知道四季、五带的划分。2.理解正午太阳高度角、昼夜长短的变化规律。(重点、难点)3.掌握正午太阳高度角原理的实际应用。(重点、难点)一、正午太阳高度角的变化1．太阳高度角的定义：太阳光线与地平面的夹角叫作太阳高度角。一天中，太阳高度角的最大值出现在正午。太阳直射点所在纬度的正午太阳高度角为90°。2．正午太阳高度角的变化规律(1)空间(纬度)变化规律：由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。(2)时间(季节)变化规律(以北半球为例)节气最大值地区最小值地区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二分日赤道极点[特别提醒]“正午太阳高度”与“太阳高度”“太阳直射”的区别与联系(1)太阳高度是指太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。(2)太阳入射光线与地平面夹角为90°时，称为太阳直射。(3)一日中太阳高度的最大值即为正午太阳高度。二、昼夜长短的变化1．昼弧和夜弧：晨昏线把所经过的纬线圈分成昼弧和夜弧两部分，某点所处的纬线上，昼弧长，夜弧短，则该点昼长夜短；反之则昼短夜长。2．变化规律(1)赤道地区：全年昼夜平分；其他地区随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大；极圈内出现极昼、极夜现象。(2)北半球北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，夜越短。夏至日时，北半球昼最长夜最短，北极圈及其以内都有极昼现象。冬半年正好相反。[特别提醒](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，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。(3)同一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)；同一纬线的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二至日)，且这两个日期近似关于二至日对称。三、季节更替1．成因昼夜长短正午太阳高度季节2．划分(1)天文四季和气候四季（北温带地区）类型天文四季气候四季范围春季过渡季节3、4、5月夏季白昼最长太阳高度最高的季节6、7、8月秋季过渡季节9、10、11月冬季白昼最短太阳高度最小的季节12、1、2月(2)我国传统四季：以四立为起点。(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)赤道地区全年昼夜等分。()(4)纬度越高，季节变化越明显。()(5)下列日期中正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减的是()A．春分日B．夏至日C．秋分日D．冬至日【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最大。(3)√(4)×中纬度季节变化明显，高纬度长冬无夏，季节变化不明显。(5)D[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。]正午太阳高度的变化冲着小区楼房间距有50m、小区绿化率为50%的宣传广告，我国北方某市一些市民先后在此购买了商品房。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。依据是《物权法》第89条规定：建造建筑物，不得违反国家有关工程建设标准，妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。问题1(区域认知)材料中小区业主为什么关注楼房间距？提示：楼间距与太阳光照相关，在楼高一定的条件下，楼间距大小会影响到采光条件。问题2(综合思维)在我国不同纬度的室内采光主要受哪些因素的影响？提示：当地正午太阳高度、楼间距、房屋高度等。问题3(综合思维)我国北方小区如何确定最小楼间距？说明你的依据。提示：以冬至的南楼影长确定。依据是我国北方冬至正午太阳高度最小，楼影最长。[归纳总结]_________________________________________________一、正午太阳高度的变化规律可以结合示意图来理解正午太阳高度随纬度、随季节的变化规律(下面所述夏至日、冬至日均为北半球节气)：1．随纬度变化规律2．随季节变化规律二、正午太阳高度的应用1．确定地方时某地太阳高度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。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)。(如图所示)正午太阳高度(H)的计算方法公式：H＝90°－两点纬度差“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；若两点分属于南北不同半球，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(30°N)正午太阳高度是：HA＝90°－(A－B)＝90°－(30°－10°)＝70°当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是：HC＝90°－(B＋C)＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′将公式“H＝90°－两点纬度差”移项后为90°－H＝两点纬度差，即：直射点与观测点的正午太阳高度差，等于两点的纬度差。1．我国某高中学生在某日中午前后，进行地理课的研究性学习活动。他们利用一根标杆，每隔1小时测量一次杆影的长度，并将测量结果绘制成示意图(下图)。据此完成(1)～(2)题。(1)测量的日期最可能是()A．3月21日前后1日前后B．6月22日前后C．9月23日前后3日前后D．12月22日前后(2)该日全球正午太阳高度分布规律是________。[解析]该地此日中午12时16分，杆影长度为0，说明此日有直射现象。题目中四个日期，我国境内有直射现象的只能是北半球夏至日，即6月22日前后。夏至日太阳直射北回归线，正午太阳高度从23°26′N向南北两侧递减。[答案](1)B(2)从北回归线向南北两则递减昼夜长短的变化下面两幅表格为某县一中学生作息时间表(节选)，思考下列问题。某县一中学生作息时间表(夏季)时间内容备注7：20～7：40起床7：40～8：00早操某县一中学生作息时间表(冬季)时间内容备注7：40～8：00起床8：00～8：20早操问题1(区域认知)夏季作息时间为什么比冬季作息时间提前？【提示】夏季日出早，白昼长；冬季日出晚，白昼短。问题2(综合思维)九月份新学期开始至国庆节期间，白天和黑夜分别有什么变化？【提示】白天越来越短，黑夜越来越长。[归纳总结]_________________________________________________1．昼夜长短的变化规律夏半年(北半球)春秋分冬半年(北半球)图示直射点光照图纬度变化北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夏至日时，北极圈内出现极昼现象；南半球相反全球昼夜平分北半球昼短夜长，且纬度越高，昼越短，冬至日时，北极圈及其以北地区出现极夜现象；南半球相反季节变化北半球：太阳处于①阶段时，昼长夜短，昼渐长，夜渐短；太阳处于②阶段时，昼长夜短，昼渐短，夜渐长；南半球相反全球昼夜平分北半球：太阳处于③阶段时，昼短夜长，昼渐短，夜渐长；太阳处于④阶段时，昼短夜长，昼渐长，夜渐短；南半球相反2.昼夜长短的计算(1)根据昼(夜)弧的长度计算昼长＝昼弧所跨经度数15°，夜长＝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(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时间变化规律是：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．下表为三地连续两日日出与日落时刻(北京时间)，据此回答(1)～(3)题。时间地点当日次日日出日落日出日落①9：0023：008：5823：02②7：1918：417：2018：40③5：4018：485：3918：49(1)三地按纬度由高到低排列正确的是()A．①②③B．①③②C．②①③D．③②①(2)若③地为北京，则此时()A．太阳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)我市某学校地理兴趣小组的同学们观察并记录了11月份的日出、日落情况，下列记录正确的是()A．日出时间逐渐提前，日落时间逐渐推后B．日出、日落时间都逐渐推后C．日出时间逐渐推后，日落时间逐渐提前D．日出、日落时间都逐渐提前(1)B(2)C(3)C[从表中数据可以看出，①地昼长大于12小时，且昼逐渐变长(当日14小时，次日14小时04分)；②地昼长小于12小时，且昼逐渐变短(当日11小时22分，次日11小时20分)；③地昼长大于12小时，且昼逐渐变长(当日13小时08分，次日13小时10分)。第(1)题，①③两地均昼长夜短，所以在太阳直射的半球，且纬度①高于③(纬度越高，昼越长)，②与①③虽不在同一个半球，但是昼长最接近12小时，所以纬度最低，因此三地纬度由高到低为①③②。第(2)题，③地昼长夜短，且昼逐渐变长，如果③地为北京，则太阳直射北半球，直射点继续向北移动。地球越来越接近远日点，公转速度逐渐变慢；北极圈内极昼范围逐渐扩大；除赤道地区外，全球各地昼夜长短相差逐渐变大。第(3)题，11月份北半球昼短夜长，且昼越来越短，夜越来越长，所以日出时间会逐渐推后，日落时间逐渐提前。]季节更替联合国教科文组织已于2016年11月30日将中国的“二十四节气”列入“人类非物质文化遗产代表名录”。“二十四节气”是中国人古代通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系，能反映季节变化，指导农耕活动，被称为中国的第五大发明。二十四节气在赤道上的位置图问题1(区域认知)四季成因是什么？【提示】由地球自转和公转共同作用产生。问题2(地理实践)我国传统四季如何划分？【提示】我国传统四季是以立春、立夏、立秋、立冬为起点划分的。问题3(地理实践)气候统计四季是如何划分的？【提示】气候统计工作中一般把3、4、5三个月划为春季，6、7、8三个月划为夏季，9、10、11三个月划为秋季，12、1、2三个月划为冬季。南半球与北半球的季节正好相反。[归纳总结]_________________________________________________