2024-2025學(xué)年新教材高中地理第1章地球的運動第2節(jié)第1課時公轉(zhuǎn)特征和正午太陽高度的變化教案湘教版選擇性必修第一冊

PAGE12-第1課時公轉(zhuǎn)特征和正午太陽高度的變更課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合實例，說明地球運動的地理意義1.通過視察地理課件的演示，了解地球公轉(zhuǎn)的軌道形態(tài)、方向、周期和速度。通過繪制黃赤交角和太陽直射點移動軌跡示意圖，駕馭太陽直射點的移動規(guī)律。(地理實踐力)2.通過視察模擬動畫，比較太陽高度和正午太陽高度，理解正午太陽高度的空間和時間分布規(guī)律。(綜合思維)3.運用正午太陽高度變更規(guī)律說明相關(guān)生活實際問題。(地理實踐力)一、地球公轉(zhuǎn)1．軌道地球繞太陽運行叫公轉(zhuǎn)，其路徑稱為公轉(zhuǎn)軌道。2．特點(1)公轉(zhuǎn)軌道：近似正圓的橢圓，太陽位于其中一個焦點上。(2)方向：自西向東，與地球自轉(zhuǎn)方向相同。(3)周期：約為365日6時9分10秒，即一個恒星年。(4)速度：位置公轉(zhuǎn)位置時間公轉(zhuǎn)速度A點近日點1月初較快B點遠(yuǎn)日點7月初較慢[圖表點撥]教材第11頁圖1—12，該圖展示出：(1)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)同時進(jìn)行，方向一樣，地軸的空間指向不變。地球公轉(zhuǎn)軌道是一近似正圓的橢圓。(2)二分二至日的日期及地球的位置。二、黃赤交角及其影響1．定義：黃道面與赤道面之間的夾角。2．角度關(guān)系：(1)地軸總是與赤道面垂直，地軸與黃道面的夾角約為66.5°，與黃赤交角二者互余。(2)南北回來線的度數(shù)＝黃赤交角的度數(shù)；南北極圈度數(shù)＝90°－黃赤交角度數(shù)。3．影響：引起太陽直射點在南北回來線之間來回運動，并且有如下規(guī)律：太陽直射點在南北回來線之間來回運動一周須要的時間為365日5時48分46秒，叫作一個回來年。三、正午太陽高度的變更1．太陽高度角(1)概念：太陽光線與地平面之間的夾角(即太陽在當(dāng)?shù)氐难鼋?，叫作太陽高度角，簡稱太陽高度。(2)大小：在太陽直射點上，太陽高度為90°；在晨昏線(圈)上，太陽高度為0°。2．正午太陽高度(1)概念：一天中太陽高度的最大值出現(xiàn)在正午。(2)變更緣由：黃赤交角的存在，太陽直射點的南北移動。(3)變更規(guī)律：①緯度分布同一時刻，正午太陽高度由太陽直射點所在緯度向南北兩側(cè)遞減。春秋分日由赤道向南北兩側(cè)遞減夏至日由北回來線向南北兩側(cè)遞減冬至日由南回來線向南北兩側(cè)遞減②季節(jié)變更節(jié)氣最大值地區(qū)最小值地區(qū)夏至日北回來線及其以北地區(qū)南半球各緯度冬至日南回來線及其以南地區(qū)北半球各緯度二分日赤道極點(1)地球位于近日點時，北半球是夏季；地球位于遠(yuǎn)日點時，北半球是冬季。 ()(2)春分日和秋分日的黃赤交角為零。 ()(3)同一日期，地球上正午太陽高度相等的地區(qū)都在同一緯線上。 ()(4)夏至日時，北回來線及其以北地區(qū)正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值，達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南回來線及其以南地區(qū)。 ()(5)下列我國節(jié)日期間，地球公轉(zhuǎn)速度最快的是 ()A．清明節(jié) B．元旦C．中秋節(jié) D．國慶節(jié)[提示](1)×每年1月初，地球處于近日點旁邊，為北半球的冬季；7月初，處于遠(yuǎn)日點旁邊，為北半球的夏季。(2)×地球公轉(zhuǎn)時，地軸的空間指向保持不變，因此黃赤交角的大小不因季節(jié)而變更。(3)×同一日期，地球上總有兩條緯線上的正午太陽高度相等，并以直射緯線為中心南北對稱分布。(4)×夏至日時，正午太陽高度達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南半球。(5)B[四個節(jié)日中，元旦時地球距近日點最近，公轉(zhuǎn)速度最快。]黃赤交角及其影響材料一黃赤交角示意圖和太陽直射點的移動示意圖黃赤交角示意圖太陽直射點的移動示意圖甲乙材料二英國古文明探討作家葛瑞姆·漢卡克在《上帝的指紋》中寫道：“黃赤交角會發(fā)生周期性的變更，這個周期是41000年，交角變更在22.1°到24.5°之間，精確性和可預(yù)料性不亞于瑞士鐘表?！边@個周期變更早在1911年巴黎國際天文歷大會上就已經(jīng)公布了。問題1(綜合思維)黃赤交角反映了地球哪兩種運動之間的關(guān)系？提示：自轉(zhuǎn)運動和公轉(zhuǎn)運動。問題2(綜合思維)黃赤交角的大小是恒定不變的嗎？其目前是多大？提示：不是，黃赤交角會發(fā)生周期性的變更，這個周期是41000年，交角變更在22.1°到24.5°之間，目前約為23.5°。問題3(綜合思維)太陽直射的范圍與黃赤交角有何關(guān)系？若黃赤交角變?yōu)?4.5°，太陽直射范圍將會如何變更？提示：太陽直射的范圍相當(dāng)于黃赤交角的二倍，若黃赤交角變?yōu)?4.5°，太陽直射范圍將變大。eq\a\vs4\al([歸納提升])1．黃赤交角的特點黃赤交角是地球的自轉(zhuǎn)軌道平面和公轉(zhuǎn)軌道平面的夾角，其本質(zhì)是一個面面角，其在靜止和繞日的運動中具有不同的特點，詳細(xì)如下：(1)靜態(tài)特征：一軸、兩面、三角度特點含義一軸地軸(自轉(zhuǎn)軸，與赤道面垂直)兩面黃道面地球公轉(zhuǎn)的軌道面赤道面地球自轉(zhuǎn)的平面，與地軸垂直三角度黃赤交角黃道面與赤道面的夾角約為23.5°地軸與黃道面夾角與黃赤交角互余，約為66.5°地軸與赤道面夾角90°(2)動態(tài)特征：兩個變、三個基本不變：特點含義體現(xiàn)區(qū)域兩個變黃道面與赤道面的交線地球的公轉(zhuǎn)過程中地軸與太陽光線的相對位置三個基本不變地軸的空間指向，地軸始終指向北極星旁邊黃赤交角的大小，基本保持23.5°地球的運動方向2.黃赤交角的影響(1)確定太陽直射點在南北回來線之間的回來運動，太陽直射點的移動規(guī)律如下圖所示：(2)確定回來線和極圈的緯度：黃赤交角的度數(shù)＝南、北回來線的緯度。極圈的緯度＝90°－黃赤交角的度數(shù)。3．黃赤交角變更的影響當(dāng)黃赤交角變更時，回來線和極圈的度數(shù)就發(fā)生相應(yīng)變更，從而引起直射點移動范圍和五帶范圍的變更。其變更規(guī)律如下表所示：黃赤交角擴(kuò)大縮小五帶范圍熱帶擴(kuò)大縮小溫帶縮小擴(kuò)大寒帶擴(kuò)大縮小地球公轉(zhuǎn)示意圖上四個節(jié)氣的推斷太陽位于地球橢圓公轉(zhuǎn)軌道的中心，如上圖所示。此時則須要依據(jù)A、C兩位置的太陽直射點進(jìn)行推斷，若圖中未畫出赤道，可先依據(jù)赤道與地軸始終垂直畫出赤道。可以看出地球在A位置時，太陽直射赤道以南，北半球為冬季，對應(yīng)節(jié)氣為冬至；C位置太陽直射赤道以北，北半球為夏季，對應(yīng)節(jié)氣為夏至；然后再依據(jù)地球公轉(zhuǎn)方向和節(jié)氣演化次序推斷其他位置對應(yīng)的節(jié)氣。1．下圖是地球赤道與公轉(zhuǎn)軌道的示意圖。讀圖，回答(1)～(3)題。(1)圖中能表示黃赤交角的是()A．①B．②C．③D．④(2)當(dāng)太陽直射點位于圖中P點時，北半球的節(jié)氣應(yīng)是()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至(3)確定南北回來線的度數(shù)是依據(jù)()A．日地距離 B．黃赤交角C．地球自轉(zhuǎn)周期 D．地球公轉(zhuǎn)速度(1)A(2)B(3)B[第(1)題，黃赤交角是地球自轉(zhuǎn)軌道面(赤道面)和公轉(zhuǎn)軌道面的夾角，從圖中看出①表示該夾角。第(2)題，從圖中看出，此時太陽直射北回來線，應(yīng)為北半球夏至日。第(3)題，黃赤交角的度數(shù)和回來線的緯度數(shù)是相等的，與極圈的緯度數(shù)互余。]正午太陽高度的變更材料一我國《物權(quán)法》規(guī)定：“建立建筑物，不得違反國家有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，阻礙相鄰建筑物的通風(fēng)、采光和日照?！辈牧隙聢D為濟(jì)南在二分二至日的正午太陽高度示意圖。問題1(綜合思維)材料一中影響建筑物采光和日照的主要因素是什么？提示：正午太陽高度。問題2(綜合思維)材料二中，①②③分別表示哪一日期的正午太陽高度？其中，確定濟(jì)南樓間距大小的是哪一個？這一天，全球正午太陽高度的變更規(guī)律是怎樣的？提示：①表示夏至日，②表示春、秋分日，③表示冬至日。其中，③確定濟(jì)南樓間距的大小。冬至日，全球正午太陽高度自南回來線向南北兩側(cè)遞減。eq\a\vs4\al([歸納提升])1．正午太陽高度的變更規(guī)律(1)緯度變更(2)季節(jié)變更2．正午太陽高度的計算H＝90°－緯度差。式中H是指正午太陽高度，緯度差指所求地點的緯度與太陽直射點的緯度的差值。緯度差的求法：若兩地同在北(南)半球，兩地緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩地分別屬于南北不同半球，兩地緯度差為兩地的緯度之和。3．正午太陽高度的應(yīng)用(1)確定地方時：當(dāng)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：在北回來線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回來線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。(3)推斷日影長短及方向：太陽高度越大，影子越短，太陽高度越小，影子越長。一天中日影的變更規(guī)律是：日出最長eq\o(→,\s\up9(漸漸變短))正午最短eq\o(→,\s\up9(漸漸變長))日落最長，且日影方向與太陽方位相反。(4)樓房間距問題以北回來線以北地區(qū)建房為例，為保證一樓全年均有陽光照到，兩樓之間的最短距離L與樓高h(yuǎn)的關(guān)系如上圖所示(H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?，L應(yīng)大于h·cotH。(5)太陽能熱水器的角度問題太陽能熱水器的集熱板要依據(jù)正午太陽高度的變更來調(diào)整角度，集熱板與地面之間的夾角α應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽高度的余角。如下圖所示，α＋H＝90°時效果最佳。太陽能熱水器的安裝傾角＝兩點緯度差(即當(dāng)?shù)鼐暥群吞栔鄙潼c緯度的差值)。正午太陽高度(H)的計算方法公式：H＝90°－兩點緯度差“兩點”指觀測點、太陽直射點。若兩點同在北(南)半球，兩點緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩點分屬于南北不同半球，兩點緯度差為兩點的緯度之和。如下圖所示：當(dāng)太陽直射B點(10°N)時，A點(30°N)正午太陽高度是：HA＝90°－(A－B)＝90°－(30°－10°)＝70°當(dāng)太陽直射B點(10°N)時，C點(23°26′S)正午太陽高度是：HC＝90°－(B＋C)＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′將公式“H＝90°－兩點緯度差”移項后為90°－H＝兩點緯度差，即：直射點與觀測點的正午太陽高度差，等于兩點的緯度差。2．讀某地正午太陽高度年變更折線圖，依據(jù)該地正午太陽高度年變更規(guī)律，推斷該地點可能位于()A．23.5°N～90°N B．23.5°S～90°SC．0°～23.5°N之間 D．0°～23.5°S之間D[該地12月22日前后有兩次正午太陽高度達(dá)到90°，說明有兩次太陽直射。依據(jù)正午太陽高度變更規(guī)律可以判定該地位于赤道至南回來線之間。]3．為了保證肯定時間的光照，須依據(jù)日照狀況合理配置樓房之間的間距。在下列城市中，理論上樓間距要求最遠(yuǎn)的城市是()A．石家莊B．哈爾濱C．邯鄲D．廣州B[緯度越高，正午太陽高度越小，前樓的影子越長，要求樓間距越大，故選哈爾濱。]地理實踐力：正午太陽高度的變更與樓間距為了使樓房底層獲得足夠的太陽光照，一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓間距較小，緯度較高的地區(qū)，樓間距較大。計算樓間距的關(guān)鍵是求出當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨?。北回來線以北地區(qū)建房時，為保證一樓全年均有陽光照到，兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系應(yīng)滿意L≥h·cotH(h為樓高，H為冬至日當(dāng)?shù)卣缣柛叨?。(如圖所示)某市(約21.5°N)的小明家打算在某樓盤買房，每棟樓是東西延長，每家南北均有陽臺；三棟樓的樓高均是48米，樓層高3米，樓間距如圖所示。據(jù)此，回答下題。小明家想買其次棟樓上的房子，但小明的爺爺不想買太高樓層，小明自己要求正午室內(nèi)不要出現(xiàn)曬不到太陽的狀況，小明家最好買二棟的()A．2樓 B．7樓C．5樓 D．16樓B[由題目某市(約21.5°N)可知，該地正午太陽高度最小值出現(xiàn)在冬至日，約為45°。依據(jù)南樓的樓高為48米，而一棟樓與二棟樓的樓間距為30米可知，冬至日二棟18米以下的樓層會被南樓遮擋，曬不到太陽。再依據(jù)樓層高3米，可得出6樓以上光照條件好。又知小明的爺爺不想買太高樓層，7樓既不太高，也可以曬到太陽，故小明家最好選擇7樓。][素養(yǎng)立意]隨著正午太陽高度的季節(jié)變更，物體影長也在發(fā)生變更。本題通過樓房的采光，主要考查了正午太陽高度的應(yīng)用，體現(xiàn)了地理學(xué)科的地理實踐力。題組1地球公轉(zhuǎn)讀地球公轉(zhuǎn)的二分二至日圖，回答1～2題。1．圖中字母C所代表的節(jié)氣名稱是()A．春分B．秋分C．冬至D．夏至2．下列有關(guān)我國國慶節(jié)前后太陽直射點和地球公轉(zhuǎn)速度的敘述，正確的是()A．地球公轉(zhuǎn)到A、B之間，且速度減慢B．地球公轉(zhuǎn)到B、C之間，太陽直射點在北半球C．地球公轉(zhuǎn)到C、D之間，且速度漸漸加快D．地球公轉(zhuǎn)到D、A之間，太陽直射點在南半球1．D2.D[第1題，依據(jù)太陽直射點的位置推斷，A、B、C、D依次為北半球冬至日、春分日、夏至日、秋分日。第2題，我國國慶節(jié)(10月1日)地球公轉(zhuǎn)到秋分到冬至之間，太陽直射南半球，且速度在漸漸加快。]題組2黃赤交角及其影響下圖是黃赤交角和太陽光照耀地球示意圖。讀圖，回答3～4題。3．關(guān)于黃赤交角的敘述，正確的是()①圖中角α是黃赤交角②圖中角β是黃赤交角③黃赤交角目前度數(shù)約為23.5°④黃赤交角目前度數(shù)約為66.5°A．①②B．②③C．①③ D．③④4．此時北半球正值()A．春分B．夏至C．秋分 D．冬至3．B4.B[第3題，黃赤交角指的是黃道面和赤道面的夾角，目前的度數(shù)約為23.5°。第4題，當(dāng)太陽直射點位于北回來線時，正值北半球夏至日。]題組3正午太陽高度的變更(生活中的地理)上海市(約31°N)業(yè)主李某發(fā)覺所購商品房居室里日照時間極短且達(dá)不到滿窗而向法院起訴退房，法院依據(jù)《上海市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》中“受遮擋的居住建筑的居室，________日滿窗日照的有效時間不少于連續(xù)1小時”的有關(guān)規(guī)定，責(zé)令房產(chǎn)公司退還其各類費用。據(jù)此，回答5～6題。5．材料“________日滿窗日照的有效時間不少于連續(xù)1小時”的指標(biāo)，你認(rèn)為以哪一日來確定較為合理()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至6．為了達(dá)到上述要求，房產(chǎn)公司在建樓時，應(yīng)使南北樓房有肯定距離。理論上，樓高相同的狀況下，北京的樓房間距比上海應(yīng)寬些，緣由是()A．北京比上海地形困難B．北京比上海正午太陽高度小C．北京比上海年太陽輻射總量少D．北京比上海天氣干燥5．D6.B[第5題，上海市位于約31°N旁邊，處在北回來線以北，全年陽光不能直射；居住建筑的居室受陽光遮擋的時間與太陽高度有親密關(guān)系，太陽高度越小，受遮擋的時間越長；冬至?xí)r，北回來線以北的地方太陽高度最小。第6題，北京的地理緯度比上海的高，太陽高度終年比上海低，所以，房產(chǎn)公司在建樓時，應(yīng)使南北樓房有肯定距離，理論上，樓高相同的狀況下，北京樓房間距比上海應(yīng)寬些。]教材P11活動1．北半球每年夏半年，地球在公轉(zhuǎn)軌道的遠(yuǎn)日點一方，公轉(zhuǎn)速度較慢，冬半年，地球在公轉(zhuǎn)軌道的近日點一方，公轉(zhuǎn)速度較快，因此北半球夏半年比冬半年多出7天。2．夏天的燥熱和冬天的寒冷