第一单元第二节 地球公转的意义
内容索引基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升学以致用•随堂检测全达标
课标导引课程标准结合实例,说明地球运动的地理意义。目标导引1.通过资料,掌握地球公转的方向、周期、速度等特征。(地理实践力)2.运用示意图或地理实验,理解黄赤交角的存在使太阳直射点产生回归运动。(区域认知)3.通过实际生活,理解正午太阳高度的空间和时间分布规律及相关应用。(综合思维)4.运用图像,理解昼夜长短的纬度变化及季节变化规律。(综合思维)5.了解四季形成和五带划分的标准。
知识建构
基础落实•必备知识全过关
必备知识一、地球的公转1.概念:地球绕太阳自西向东的运动。2.轨道:近似正圆的椭圆,太阳位于其中一个焦点上。3.周期:1恒星年,时间为365日6时9分10秒。地球公转的真正周期
4.速度图中位置时间速度公转位置A点1月初较快近日点B点7月初较慢远日点
视野拓展北半球夏半年比冬半年时间长的原因由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化,在(北半球)夏半年公转速度较慢,用时较多;而(北半球)冬半年公转速度较快,用时较少。故北半球夏半年比冬半年时间长。
二、太阳直射点的回归运动1.黄赤交角(1)定义:黄道平面与赤道平面的夹角。(2)角度关系:地轴总是与赤道平面垂直,地轴与黄道平面的夹角约为66°34',与黄赤交角二者互余。其大小在一定时期内可以看作是不变的
要点笔记黄赤交角变大(变小),直射点回归移动范围变大(变小),热带、寒带范围变大(变小)。
2.太阳直射点的回归运动(1)太阳直射点的移动(2)周期:1回归年,即365日5时48分46秒。
【思考感悟】黄赤交角增加或减少1°,对五带范围有何影响?提示黄赤交角增加(减小)1°,热带范围增加(减小)2°,寒带范围增加(减小)2°,温带范围减小(增加)4°。
三、正午太阳高度角的变化1.概念(1)太阳高度角:太阳光线与地平面之间的夹角。(2)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在正午。2.变化原因黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动。某地区一天中最大的太阳高度不一定是90°
3.变化规律(1)纬度分布同一时刻,各地正午太阳高度从太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减。二分日由赤道向南北两侧递减夏至日由北回归线向南北两侧递减冬至日由南回归线向南北两侧递减
(2)季节变化夏至日北回归线及其以北地区,达到一年中最大值,南半球的各纬度地区达到一年中最小值冬至日南回归线及其以南地区,达到一年中最大值,北半球的各纬度地区达到一年中最小值二分日赤道上达一年中最大值,其他地区介于最大值和最小值之间
视野拓展正午太阳方位太阳直射点以北地区,正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区,正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。太阳直射点所在纬线,正午时太阳位于观测地的上中天。
四、昼夜长短的变化1.昼夜长短取决于昼弧和夜弧的长度(1)昼弧和夜弧:晨昏线(圈)将地球上的纬线圈分成两部分,位于昼半球的部分叫昼弧,位于夜半球的部分叫夜弧,昼弧占纬线圈总长度的比例越大,则昼越长。
(2)
2.规律(1)赤道上:终年昼夜等长。(2)春分日和秋分日:全球昼夜等长。(3)北半球时间昼夜长短分布规律特殊节气夏半年(春分日至秋分日)昼长夜短纬度越高,昼越长,北极附近出现极昼现象夏至日,北半球各地昼长达一年中最大值,极昼范围达最大冬半年(秋分日至次年春分日)昼短夜长纬度越高,昼越短,北极附近出现极夜现象冬至日,北半球各地夜长达一年中最大值,极夜范围达最大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)
视野拓展白夜现象在中高纬度地区(接近极圈,但在极圈外)太阳落到地平线下,由于大气的散射作用,整夜天并不完全黑下来,即出现白夜现象,夏至日我国漠河常见。白夜现象不是极夜现象。
五、五带与四季的形成1.五带的形成(1)划分依据:太阳直射点的变化特征和地表所接受的太阳辐射量。(2)五带的划分北温带热带南温带
2.四季的形成(1)温带地区:四季变化明显。夏季,正午太阳高度大,白昼时间较长,所获太阳辐射能量多,气温较高;冬季则反之。(2)热带地区:正午太阳高度终年较大,全年气温较高,四季更替不明显。(3)寒带地区:昼夜长短变化很大,全年正午太阳高度很小,全年气温较低,四季更替不明显。
自主检测1.判断正误并纠错(1)地球位于近日点时在北半球冬季,位于远日点时在北半球夏季。()答案√(2)黄赤交角为23°26',是固定不变的。()答案×提示目前的黄赤交角为23°26',一定时期内可以视为定值。(3)北半球夏至日时,正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。()答案√(4)太阳直射某地时,该地正午太阳高度最大。()答案√(5)赤道上总是6时日出,18时日落。()答案√
下图为二分二至日地球公转位置示意图。读图,完成2~3题。2.图中正确表示2022年元旦地球在公转轨道上位置的是()A.①B.②C.③D.④3.当地球位于轨道位置①时,下列叙述正确的是()A.地球公转速度较慢B.地球再次回到①处历时365天C.太阳直射点在南半球D.此时正值我国冬季答案2.D3.A
4.夏至日,正午太阳高度达一年中最大值的范围是()A.赤道B.赤道及其以北地区C.北回归线D.北回归线及其以北地区答案D
5.下图表示12月22日a、b、c、d四城市昼夜长短情况示意图,阴影部分为黑夜,由南向北排出a、b、c、d四城市的顺序()A.a、c、b、dB.a、c、d、bC.c、a、d、bD.d、c、a、b答案C
6.关于五带的叙述,正确的是()A.热带范围内一年有一次太阳直射B.寒带范围内无太阳直射,有极昼无极夜现象C.温带范围内一年中四季分明D.五带划分是以气候分布为依据的答案C
重难探究•能力素养全提升
情境探究探究一如何分析太阳直射点的移动及位置?黄赤交角、地球公转、地球自转神奇而完美地结合在一起,结果造就了我们这个世界如此神奇的现象——昼夜长短和正午太阳高度的变化。如果地轴不倾斜,黄赤交角为0°的话,太阳将永远直射赤道,不会再有春、夏、秋、冬四季更替了,太阳将永远从正东方升起,正西方落下。(如下图)
结合材料探究:(1)黄赤交角有什么重要意义?(2)黄赤交角的度数和回归线的纬度数以及极圈的纬度数有何关系?提示(1)黄赤交角的存在,使太阳直射点在南、北回归线之间往返移动,从而产生昼夜长短和正午太阳高度的变化,形成四季更替,黄赤交角的大小决定了地球上五带的范围。(2)黄赤交角的度数=南、北回归线的纬度数,极圈的纬度数=90°-黄赤交角的度数。
方法突破1.黄赤交角的特点黄赤交角的特点,可以概括为“一轴两面三角度”和“三个基本不变两个变”。其含义如下:特点含义一轴两面三角度一轴地轴(自转轴,与赤道平面垂直)黄道平面地球公转的轨道平面赤道平面通过地心与地球自转轴垂直的平面黄赤交角黄道平面与赤道平面的夹角,目前为23°26'地轴与黄道平面夹角与黄赤交角互余,目前为66°34'地轴与赤道平面夹角90°
特点含义三个基本不变两个变三个基本不变地球在公转过程中,地轴的空间指向基本不变,地轴北端始终指向北极星附近黄赤交角的大小基本不变,目前为23°26'地球运动的方向不变,总是自西向东两个变地球在公转轨道的不同位置,黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的
2.通过线线关系、线面关系和面面关系掌握黄赤交角
读图提示:图中α为黄赤交角,当α变小或变大时,注意分析回归线和极圈的移动方向。(1)地轴与赤道平面是垂直的。(2)太阳光线始终与晨昏线所在平面垂直。(3)地轴与黄道平面目前成66°34'交角。(4)赤道平面与黄道平面目前成23°26'交角。
方法技巧在公转轨道图上判断二分二至日的方法第一步:先确定出地球公转方向,如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向。)第二步:在图中过球心作地轴的垂线,即赤道,如图2。第三步:作条直线连接左右两个球心,如图3。第四步:如果直线指向北半球(北回归线),为北半球的夏至日,即图3中的A;如果直线指向南半球(南回归线),为北半球的冬至日,即图3中的C。第五步:再根据二至日的位置和公转方向,确定D为春分日,B为秋分日。
应用体验【例1】读太阳直射点周年变化示意图,完成下列各题。(1)当太阳直射点位于④点后的一周内()A.地球公转速度越来越快B.地球公转速度越来越慢C.地球自转速度越来越快D.地球自转速度越来越慢(2)9月15日太阳直射点的位置在()A.①②之间B.②③之间C.③④之间D.④⑤之间
思维导引图文材料→明确所示纬度→太阳直射点纬度位置→判断日期→判断地球公转速度快慢情况及所给日期太阳直射点的位置。解析第(1)题,读图可知,当太阳直射点位于④点时,为冬至日,为12月22日前后,而地球公转速度最快时地球位于近日点,大致在1月初,所以,当太阳直射点位于④点后的一周内,地球公转速度越来越快,地球自转的速度没有变化。第(2)题,读图可知,当太阳直射点位于②时,为夏至日(6月22日前后),当太阳直射点位于③时,为秋分日(9月23日前后),所以9月15日太阳直射点的位置在②③之间。答案(1)A(2)B
情境探究探究二如何理解正午太阳高度及相关问题?杭州(30°N)的王先生在家中阳台外侧设计了一款可进行调节的活动遮阳板,以实现良好的遮阳和采光效果。其中遮阳板长度和高度均可根据室内光照需求进行调节。
结合材料探究:(1)若遮阳板长度、高度不变,作图说明二分二至日正午时室内获得的光照最多的节气。(2)与冬至日相比,夏至日要达到更好的遮阳效果,在某一要素不变的情况下如何调节遮阳板?(3)若在阳台上安装可伸缩的晾衣架,与北京李先生家相比,为让衣服充分获得光照,则哪家晾衣架绳摆长度应更长?
提示(1)从图示信息可以看出,冬至时正午太阳高度角最小,室内获得的太阳光照最多。(2)若遮阳板高度不变,则应伸长遮阳板。若遮阳板长度不变,则应降低遮阳板的高度。(3)由于北京纬度高于杭州,正午太阳高度角小于杭州,因此王先生家晾衣架绳摆长度应更长。
方法突破1.正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的纬度分布规律同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减,同一纬线上正午太阳高度相同。二分日,由赤道向南北两侧降低;夏至日,由北回归线向南北两侧降低;冬至日,由南回归线向南北两侧降低。具体如下图所示。每远离直射点一个纬度,正午太阳高度就减小1°
(2)正午太阳高度的季节变化规律同一纬度,正午太阳高度的大小随季节而变化。北回归线及其以北的地区,正午太阳高度夏至日达到全年最大值,冬至日达到全年最小值。南回归线及其以南的地区,情况则正好相反。南、北回归线之间的地区,每年两次受到太阳直射,直射时正午太阳高度达到最大值。具体如下图所示。
(3)正午太阳高度的计算H=90°-|φ-δ|,φ为当地地理纬度,永远取正值;δ为直射点的纬度,当地夏半年取正值,冬半年取负值。
2.正午太阳高度的应用(1)确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。地理实践力素养(3)判断日影长短及方向太阳高度越大,影子越短,太阳高度越小,影子越长。一天中日影的变化规律是:日出最长正午最短日落最长,且日影方向与太阳方向相反。
(4)计算楼距一般来说,纬度较低的地区,楼距较近;纬度较高的地区,楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计算影长。以我国为例(见下图),南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=h·cotH。
(5)计算热水器安装角度应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度的关系为α+h=90°(如下图)。
应用体验【例2】下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图,完成下列各题。(1)该地可能位于()A.刚果盆地B.撒哈拉沙漠南缘C.巴西高原D.北美洲五大湖地区
(2)仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有()①利于夏季遮阳,冬季采光②冬至日到春分日,正午室内的日照面积逐渐增大③春分日到夏至日,正午屋檐的遮阳作用逐渐增强④利于减少室内能源消耗A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
名师点睛
解析第(1)题,根据该地住宅建筑冬夏正午日照示意图,夏至日时,太阳位于南部天空,该地位于北回归线以北地区,可能是北美洲五大湖地区,故选D项。第(2)题,读图,仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响为有利于夏季遮阳、冬季采光,①对。冬至日到春分日,太阳直射点北移,正午太阳高度增大,正午室内的日照面积逐渐减小,②错。春分日到夏至日,正午屋檐的遮阳作用逐渐增强,③对。室内冬季光照多,夏季光照少,利于减少室内能源消耗,④对。故选C项。答案(1)D(2)C
情境探究探究三如何分析昼夜长短及其变化?下面两个表格为某县一中学生作息时间表(节选)。某县一中学生作息时间表(夏季节选)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(冬季节选)时间内容备注7:40—8:00起床8:00—8:20早操
结合材料探究:(1)夏季作息时间为什么比冬季作息时间提前?(2)9月份新学期开学至立冬节气(11月7日左右)期间,白天和黑夜分别有什么变化?提示(1)夏季白昼时间比冬季长,日出早。(2)白天越来越短,黑夜越来越长。
方法突破1.昼夜长短的纬度分布及变化规律时间光照图示昼夜长短的纬度变化特殊节气夏半年北半球各地昼长夜短,随纬度增高,昼越长夜越短,北极附近出现极昼现象;南半球反之夏至日时,北半球各地昼弧达一年中最长,夜弧最短,极昼范围达最大北半球夏半年为春分日(3月21日前后)至秋分日(9月23日前后)
时间光照图示昼夜长短的纬度变化特殊节气春分日、秋分日全球各纬度昼夜等长春分日、秋分日冬半年北半球各地昼短夜长,随纬度增高,昼越短夜越长,北极附近出现极夜现象;南半球反之冬至日时,北半球各地昼弧达一年中最短,夜弧最长,极夜范围达最大
方法技巧昼夜长短的纬度分布规律(1)对称规律:同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长);南、北半球同纬度昼夜长短相反。(2)递增规律:太阳直射点所在半球昼长夜短,且纬度越高,昼越长;另一半球相反。(3)极昼、极夜规律:极昼(极夜)的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度;极昼(极夜)发生地区,纬度越高,极昼(极夜)出现的天数越多;太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象,另一半球的极点周围出现极夜现象。
2.太阳直射点的移动与昼夜长短的季节变化(以北半球为例)
3.昼夜长短的计算方法(1)根据昼弧或夜弧的长度计算:昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°。(2)根据日出或日落时间计算:地方时12时把一天的白昼平均分成相等的两份。①昼长=日落时间-日出时间②昼长=(12-日出时间)×2③昼长=(日落时间-12)×2注意:公式①中的日出、日落时间可以不是地方时,只要两者统一标准即可。公式②③中的日出、日落时间必须是地方时。
(3)根据相关性计算①相同纬度地区昼夜长短相同。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°昼长是15小时,那么南纬40°夜长是15小时。③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。
知识拓展太阳直射点的位置、日出日落方位与昼夜长短的关系直射点位置日出方位日落方位昼夜长短北半球东北(北半球早于6时日出)西北(北半球晚于18时日落)北半球昼长夜短,南半球昼短夜长赤道正东(6时日出)正西(18时日落)昼夜等长南半球东南(北半球晚于6时日出)西南(北半球早于18时日落)北半球昼短夜长,南半球昼长夜短
应用体验【例3】下图为我国2021年江苏省某天的部分气象信息。读图,完成下列各题。(1)图示气象信息可能是哪一天?()A.11月18日B.9月23日C.8月28日D.3月28日(2)图示气象信息当天,以下四地昼最长的是()A.重庆B.广州C.北京D.哈尔滨
名师点睛
解析第(1)题,该地的日出时间是7:34,日落时间是17:54,则昼长(日落时间-日出时间)是10小时20分,小于12小时,我国昼短夜长,太阳直射点在南半球,故A项正确。故选A项。第(2)题,由上题可知,图示气象信息当天我国昼短夜长,太阳直射点在南半球,而且越往南昼越长,四地中位置最靠南的是广州,广州昼最长,B项正确。故选B项。答案(1)A(2)B
素养培优(综合思维、地理实践力)我国某中学地理兴趣小组对当地经纬度进行了实际测量与计算,其测量的记录和结果如下。图1图2
测量工具:自制测量台(如图1,竖杆垂直台面)、教学用量角器一个、测绘罗盘一个、手表一块。测量说明:量角器圆心放于竖杆影子顶端,观察影子投射在量角器上对应刻度。测量日期:2021年9月23日。测量结果:在手表显示12:40时,杆影与罗盘指针方向重合,竖杆影子投射在量角器上对应刻度为50°。
(1)根据该日测量结果,可计算出:经度为,纬度为。(2)当北京时间为12:00时,该活动小组观察到竖杆影子的方向为。(3)请帮该地理兴趣小组在图2中绘制出该地全年的正午太阳高度数值变化曲线。(4)该日过后三个月时,全球正午太阳高度的分布规律为。
提示(1)110°E40°N(2)西北(3)(4)正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中最大值;北半球各地正午太阳高度达到一年中最小值。
学以致用•随堂检测全达标
1.下列四幅图中,正确表示北半球夏至日的是()答案B
2021年的春节是2月12日,是中华民族最隆重的传统佳节。据此完成2~3题。2.春节时下列城市的昼长由长到短排列正确的是()A.海口、上海、北京B.上海、海口、北京C.北京、上海、海口D.北京、海口、上海3.从冬至日至春节,北京市的昼长()A.逐渐变长B.逐渐变短C.先变长,后变短D.先变短,后变长
解析第2题,春节时,太阳直射点位于南半球,因此北半球越往高纬度昼越短,夜越长。所以三城市昼长由长到短的顺序是海口、上海、北京。第3题,从冬至日至春节,太阳直射点往北移动,因此北半球各地昼长逐渐变长。答案2.A3.A
读某日全球各纬度正午太阳高度分布图,完成4~5题。
4.这一天是()A.3月21日前后B.6月22日前后C.9月23日前后D.12月22日前后5.这一天之后,()A.南极圈内极昼范围将扩大B.赤道地区的正午太阳高度将增大C.赤道地区的白昼将变长D.热带的范围将缩小
解析第4题,由图可知,这一天,南回归线上的正午太阳高度为90°,即太阳直射23°26'S,所以,这一天是12月22日前后。第5题,据上题分析可知,这一天是12月22日前后,太阳直射点在南回归线上,南极圈内是极昼,之后南极圈内的极昼范围将缩小;太阳直射点将向北移,距离赤道越来越近,赤道地区的正午太阳高度将增大;赤道地区总是昼夜等长;热带的范围由黄赤交角的大小决定,并不随太阳直射点的移动而改变。答案4.D5.B
本课结束
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