正午太陽高度的變化規(guī)律

1/1正午太陽高度的變化規(guī)律《正午太陽高度的變化規(guī)律、計算及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

[教學(xué)目標(biāo)]

1.掌握正午太陽高度的緯度和季節(jié)變化規(guī)律。

2.能靈活運(yùn)用規(guī)律分析問題,解決實際問題。

3.能達(dá)到在一定的時間內(nèi)完成正午太陽高度的計算和邏輯推理過程,突破高考重難點(diǎn)。

[教學(xué)重點(diǎn)]正午太陽高度的緯度和季節(jié)變化規(guī)律及應(yīng)用。

[教學(xué)難點(diǎn)]正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律及應(yīng)用。

[課時安排]一課時

[教學(xué)用具]多媒體

[教學(xué)過程]

一、正午太陽高度變化規(guī)律

1、隨緯度變化規(guī)律:

節(jié)氣日期太陽直射點(diǎn)正午太陽高度的緯度變化規(guī)律

春分日秋分日3月21日

9月23日

前后

赤道

由直射點(diǎn)緯線向南北兩側(cè)依次

等距離遞減

夏至日6月22日

前后

北回

歸線

冬至日12月22日前后南回歸線

2、隨季節(jié)變化規(guī)律

緯度帶夏至日正午太陽高度冬至日正午太陽高度

北回歸線以北的緯度帶達(dá)最大值達(dá)最小值

南回歸線以南的緯度帶達(dá)最小值達(dá)最大值

赤道上

兩至日正午太陽高度達(dá)到最小值，春秋分日達(dá)到最大值

南北回歸線之間地區(qū)每年有兩次太陽直射達(dá)到最大植。

赤道與北回歸線之間，冬至日正午太陽高度達(dá)到最小值。赤道與南回歸線之間，夏至日正午太陽高度達(dá)到最小值。

二、正午太陽高度的計算

公式計算：H=90°—/φ-δ/

即①取當(dāng)?shù)氐乩砭暥扰c太陽直射點(diǎn)的緯度差；

②取其緯度差的余角。

例1：下圖中四條曲線分別表示A、B、C、D四地，6月22日太陽高度的全天變化情況，據(jù)此判斷下列各選項中，對四地緯度位置的說法與圖示情況相符合的是

①A.23°26′NB.46°52′NC.66°34′ND.90°N

②A.90°NB.66°34′NC.23°26′ND.0°

③A.0°B.23°26′NC.90°ND.66°34′N

④A.23°26′NB.46°52′NC.90°ND.66°34′N

例2:設(shè)m(緯度0°、30°E)，n(23°26′Ｎ、30°E)兩地正午太陽高度分別為Hm和Hn，判斷下列四項中正確的是

AHm和Hn不可能在同一天達(dá)到最小值

B每年有某時刻Hm＝Hn

C每年約有9個月Hm＞Hn

D任何時候都Hm≥Hn

參考答案：例1：②例2：BC

三、正午太陽高度的應(yīng)用

1.確定地方時或經(jīng)度。某地太陽高度達(dá)一天中的最大值時，此時日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時。

2.確定房屋的朝向。

為了獲得更充足的太陽光照，確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關(guān)。在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。

例3：右圖為某地朝南窗戶二分二至日正午陽光入射圖。據(jù)圖回答⑴

—⑵題。

經(jīng)度是：

A．90oEB．105oEC．150oED．160oE

⑵當(dāng)陽光如③所示射入窗戶時：

A．我國恰好是一年中氣溫最高的月份

B．北京正值晝長夜短

C．北極圈出現(xiàn)極晝

D．北半球緯度越高，白晝越短

參考答案：⑴C⑵D

3.判斷日影長短及方向

正午太陽高度越大，日影越短，正午太陽高度越小，日影越長。北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北（北極點(diǎn)除外），冬至日日影最長，夏至日最短。南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南（南極點(diǎn)除外），夏至日日影最長，冬至日最

短。

4、根據(jù)正午太陽高度判斷所在的地區(qū)的緯度。

例4：某學(xué)校操場上，O處有一垂直于地面的旗桿，OP表示正午時旗桿在地面的影子，其長

度隨季節(jié)發(fā)生變化，6月22日縮短為零。M處有一棵樹，OM垂直于OP。讀下圖回答：

(1)_____月_______日OP最長；三個月后，該地的晝夜長短狀況是_______。

(2)M處的樹位于旗桿的______方向，其精確的緯度是______。

參考答案：（1）12月22日晝夜平分或晝夜等長

（2）正東23°26′N

5.計算熱水器的安裝角度。

要最大限度地利用太陽能資源，應(yīng)該合理設(shè)計太陽能熱水器的傾斜角度，使太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直，提高太陽熱水器的效率。

例5：某校所在地（120°E、40°N）安置一臺太陽能熱水器，為了獲得最多的太陽光熱，提高利用效率，根據(jù)太陽高度的變化隨季節(jié)調(diào)整其支架傾角，下列四幅圖中與熱水器安置方式搭配不合理的是（）

參考答案：D

６．計算樓距。

為了使樓房底層獲得充足的太陽光照，一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓距較小，緯度較高的地區(qū)樓距較大。解題的關(guān)鍵是計算當(dāng)?shù)匾荒曛凶钚〉恼缣柛叨?，并計算影長。

例6：近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多Array的居民喬遷新居，居住條件和環(huán)境顯著改善。請讀圖，

并運(yùn)用以下公式及相關(guān)知識回答⑴～⑵題。

①某地正午太陽高度的大小：

H＝90°φ—δ

式中H為正午太陽高度；

φ為當(dāng)?shù)鼐暥?，取正值?/p>

δ為太陽直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，?/p>

半年取負(fù)值。

②tg35°≈0.7tg45°＝1tg60°≈1.732

（1）房地產(chǎn)開發(fā)商在某城市（北緯30度）建造了兩幢商品住宅樓（圖3），某戶居民買到了北樓一層的一套房子，于春節(jié)前住進(jìn)后發(fā)現(xiàn)正午前后太陽光線被南樓擋住。請問，該房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時間大約是

A、1個月

B、3個月

C、6個月

D、9個月

（2）該住戶據(jù)此認(rèn)定自己享受中午陽光的權(quán)益受到損害，向房地產(chǎn)開發(fā)商提出了交涉。經(jīng)協(xié)商，房地產(chǎn)開發(fā)商給予一定的資金補(bǔ)償。為避免這種糾紛，房地產(chǎn)開發(fā)商在建樓時，應(yīng)該使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被太陽照射。那么在兩幢樓間距不變的情況下，南樓的高度最高約為

A、20米

B、30米

C、40米

D、50米

參考答案：（1）C（2）B