湘教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第一章 地球的运动第二节 地球的公转背景图课件ppt

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1.地球公转的基本特征2.黄赤交角及其影响3.正午太阳高度的变化(1)正午太阳高度的分布规律(2)正午太阳高度的计算(3)正午太阳高度的应用
1.通过阅读地球公转示意图和黄赤交角图,理解地球公转特征,培养地理综合思维2.结合正午太阳高度的变化,理解其变化规律,增强地理实践力3.通过填绘公转示意图、黄赤交角图、正午太阳高度分布图,提高地理综合思维和动手能力4.联系生活实例,尝试利用地球公转、正午太阳高度相关知识解决实际问题,培养地理实践力
一、地球公转1.绕转中心:太阳。2.方向:自西向东。3.周期:365日6时9分10秒,即一个恒星年。4.公转轨道及速度:是近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
【思考感悟】 夏至日地球在公转轨道的位置与远日点重合,冬至日地球在公转轨道的位置与近日点重合,这种说法对吗?提示:不对。从时间上看,近日点为1月初,冬至日为12月22日前后;远日点为7月初,夏至日为6月22日前后。从地球在公转轨道的位置看,近日点比冬至日靠东,远日点比夏至日靠东。
二、黄赤交角及其影响1.含义地球公转轨道面叫作黄道面,过地心并与地轴垂直的平面称为赤道面。黄道面与赤道面之间的夹角叫作黄赤交角。目前,其大小是23.5°,地轴与黄道面之间的夹角是66.5°。
【思考感悟】 黄赤交角增大或减小,对太阳直射点的纬度范围有明显影响。你知道会带来哪些影响吗?提示:黄赤交角增大或减小,太阳直射点的纬度范围也会随之增大或减小。如:黄赤交角增大(减小)1°,太阳直射点的纬度范围增加(减少)2°。
三、正午太阳高度的变化1.概念(1)太阳高度:太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度。(2)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度。2.变化原因:黄赤交角的存在,太阳直射点南北移动。
【思考感悟】 试分析本地正午太阳高度何时达到一年中的最大值。提示:根据当地所处的纬度位置判断。如果位于北回归线及其以北地区,则夏至日达最大值;如果位于北回归线以南地区,则直射时达到最大值。
探究一　黄赤交角及其影响
结合材料探究:(1)回归线、极圈的度数与黄赤交角有什么关系?(2)黄赤交角除对地球运动产生影响外,还影响哪些自然地理现象?提示:(1)回归线的度数等于黄赤交角的度数;极圈的度数与黄赤交角的度数互余。(2)如:黄赤交角变化→太阳直射点移动范围变化→五带范围变化和气压带、风带移动范围变化→气候带分布范围变化→自然带分布范围变化等。
1.黄赤交角的形成原因地球在公转时,地轴与黄道面(地球公转轨道面)不垂直,而是有一个小于90°的夹角,使黄道面与赤道面之间产生了一个约23.5°的夹角,即黄赤交角。2.黄赤交角的特点(1)与黄赤交角有关的线线关系、线面关系和面面关系。①地轴与赤道面是垂直的。②太阳光线始终与晨昏线垂直。③地轴与黄道面成66.5°夹角。④赤道面与黄道面成23.5°夹角。
(2)“一轴两面三角度”。“一轴”是指地轴;“两面”是指赤道面和黄道面;“三角度”指黄道面和赤道面的夹角为23.5°,地轴与黄道面的夹角为66.5°,地轴与赤道面的夹角为90°。(3)“三个基本不变”。地球在运动过程中,地轴的空间指向基本不变,北极始终指向天空的北极星附近;黄赤交角的大小基本不变,约保持23.5°;地球运动的方向不变,总是自西向东。
3.黄赤交角的影响(1)决定了太阳直射点的移动范围。(2)决定了五带的范围。①回归线度数=黄赤交角的度数。②极圈的度数=90°-黄赤交角的度数。(3)决定了太阳直射范围和极昼极夜范围。①南北回归线之间有直射现象。②南北极圈以内有极昼极夜现象。
4.黄赤交角变化带来的影响
下图是黄赤交角和太阳光照射地球示意图。读图,完成下列问题。
(1)下列关于黄赤交角的叙述,正确的是(　　)①图中α是黄赤交角　②图中β是黄赤交角　③目前黄赤交角约23.5°　④目前黄赤交角约66.5°A.①②B.②③C.①③D.③④(2)假设图中α为90°,不可能出现的现象是(　　)A.太阳终年直射赤道B.温带范围变大C.高纬度仍有极昼极夜现象D.正午太阳高度的年变化幅度变小答案:(1)B　(2)C
解析:第(1)题,图示α是地轴与黄道面的夹角,度数为66.5°,①错误;图示β是黄道面与赤道面的夹角,即黄赤交角,目前度数约23.5°,故②③正确,④错误。第(2)题,结合图示,若α为90°,即黄赤交角为0°,则太阳终年直射赤道;黄赤交角变小,温带范围变大;正午太阳高度的年变化幅度变小;由于太阳直射点始终直射赤道,高纬度地区将没有极昼极夜现象。故选C项。特别提醒 若黄赤交角变为0°,目前地球公转产生的地理意义将不复存在,会出现太阳始终直射赤道,正午太阳高度不会变化,全球各地始终昼夜平分,全球全年无四季变化。
探究二　正午太阳高度的变化
福建某中学研究性学习小组设计了可调节的窗户遮阳板,实现了教室内良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理。
结合材料探究:(1)若遮阳板收起,指出室内正午太阳光照面积达一年中最大值时的日期,并分析原因。(2)济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,夏季为了达到更好的遮阳效果,应作怎样的调整?提示:(1)冬至日。该地位于北半球,北半球的冬至日太阳直射南回归线,正午太阳高度最小,因而室内正午太阳光照面积达一年中的最大值。(2)济南比福建纬度高,正午太阳高度小。因此,夏季为了达到更好的遮阳效果,安装高度不变,加长遮阳板(或遮阳板长度不变,降低安装高度)。
1.太阳高度和正午太阳高度的区别太阳光线与地平面之间的夹角,叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图乙所示)。
2.正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化规律。同一时刻,正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
①北半球夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减,如图中c折线所示。②北半球冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减,如图中a折线所示。③春、秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减,如图中b折线所示。(2)季节变化规律。
3.正午太阳高度的计算方法(1)正午太阳高度=90°-当地纬度与直射点纬度的差值。(2)任意一天,与太阳直射点纬度的差值相等的各地点,正午太阳高度相等;正午太阳高度相等的两条纬线关于直射点所在纬线对称。(3)极昼区极点的太阳高度的日变化特征:太阳高度无日变化,其数值等于当日太阳直射点纬度。
4.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。为了获得更充足的太阳光照,房屋的朝向通常与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区,正午太阳位于正南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于正北方,房屋朝北。(3)判断日影长短及方向。正午太阳高度越大,日影越短;正午太阳高度越小,日影越长。日影方向背向太阳。
(4)确定当地的地理纬度。两地所在纬度差多少度,其正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。(5)确定楼距、楼高。为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当的距离。以我国为例,下图中南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=hctH。
(6)调整太阳能热水器的倾角。为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度的关系为∠α+∠h=90°。(如下图)
我国某校地理兴趣小组的同学,把世界上四地年内正午太阳高度变化及正午太阳方向绘成简图。读图,完成下列问题。
(1)可能反映学校所在地年内正午太阳高度变化及正午太阳方向的是(　　)A.③B.④C.①D.②(2)当②地正午太阳高度达到最大值时(　　)A.该学校所在地天气炎热B.太阳在地球上的直射点将北移C.地球公转速度较慢D.其他三地正午太阳所在方向不同答案:(1)A　(2)B
解析:第(1)题,①地年内正午太阳高度变化对称分布,有直射现象,所以该地位于赤道;②地有太阳直射现象,且全年正午太阳都位于正北方向,该地位于南回归线;③地有太阳直射现象,且全年正午太阳都位于正南方向,该地位于北回归线;④地无太阳直射现象,且有极夜现象,全年正午太阳都位于正南方向,该地位于北寒带。根据我国国土跨越的纬度状况,赤道没有穿过我国,我国没有寒带,故A项正确。第(2)题,根据上题分析结果,②地位于南回归线,当南回归线正午太阳高度达到最大值时是12月22日左右,我国天气寒冷;地球公转速度较快(接近近日点);其他三地都位于太阳直射点以北,正午太阳所在方向相同,都位于正南方向。
规律总结 正午太阳高度基本变化规律:同一纬线上正午太阳高度相等;同一日期,与太阳直射点所在纬度的差值相等的两条纬线上正午太阳高度相等;距离太阳直射点所在纬线越近的地点,正午太阳高度越大,反之越小。
【动动脑,想一想】 2021年6月,小明的父母在某小区购买了一套位于一层的住房,看房那天,房屋内阳光充足。2023年1月,全家入住后,发现阳光全被前楼挡住了。他感到很困惑,购房的时候,屋内采光是没有问题的,怎么现在屋内阳光就被挡住了呢?上图是小区正午阳光变化示意图。请你帮助小明分析原因。
答案:由于黄赤交角的存在,地球公转引起太阳直射点南北移动,进而导致正午太阳高度发生有规律的变化。因此,在不同的季节,该地正午太阳高度不同,房屋里面阳光照射情况发生变化。冬季正午太阳高度较小,阳光被前楼遮挡。
【动动手,做实验】 “立竿测影法”测算正午太阳高度1.实验器材一根2米长的竹竿,一段5米长的细绳。
2.实验步骤第一步:通过网络查找当地学校所处的经纬度,换算出当地地方时为12:00时的北京时间。第二步:垂直竖立一根2米长的竹竿(OP),当地地方时12:00时,量出竿影长度(OP')。第三步:根据tanα=OP/OP',算出正午太阳高度α。3.实验记录随着太阳直射点的南北移动,当地正午太阳高度有明显的季节变化。4.提炼地理原理某地正午太阳高度的大小,取决于当地纬度与太阳直射点之间的纬度差。
1.下列地球绕日公转示意图中,正确的是(　　) 答案:A 解析:由图可知,A、B两项是北极俯视图,根据地轴的倾斜方向规律“左斜左冬,右斜右冬”,可知A项中右侧地球所在位置为冬至日,在近日点附近,符合地球运转规律,故A项正确。B项太阳应位于图中偏右的位置;C、D两项中地球自转方向与公转方向不一致。
读黄赤交角示意图,完成2~3题。2.下列说法正确的是(　　)A.图中β的度数是极圈的纬度数B.图中α是黄赤交角C.α的大小与直射点纬度范围相同D.β的大小与回归线的纬度数相等3.专家发现,北回归线大约以每年14.4米的速度由北向南移动。北回归线南移的结果是(　　)A.黄赤交角增大B.回归年周期变长C.温带面积扩大D.全球气温升高答案:2.D　3.C
解析:第2题,β表示黄赤交角,它与回归线的纬度数相等。第3题,回归线的纬度数等于黄赤交角的度数,根据题意可知,黄赤交角度数不断变小,则热带范围变小,寒带范围变小,温带范围变大。
下图示意6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图,完成4~6题。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5.四地的地球自转线速度由大到小排列,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日的正午太阳高度是49°,则乙地该日太阳能热水器的最佳安装倾角是(　　)A.60°B.23°C.41°D.30°答案:4.D　5.B　6.C
解析:第4、5题,据图推断,甲、丙位于北半球,乙、丁位于南半球,且丙位于北回归线上。乙的正午太阳高度在6月22日达到一年中的最小值,其数值大于43°,所以乙位于赤道与南回归线之间。甲、丁的正午太阳高度在二至日时都小于66.5°,说明甲位于北回归线以北,丁位于南回归线以南,根据正午太阳高度的计算公式估算甲、丁的纬度数值,丁比甲的纬度低。所以四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。地球自转线速度随着纬度的增加而减小,纬度越低,自转线速度越大,所以四地按地球自转线速度由大到小排列依次是乙、丙、丁、甲。第6题,根据正午太阳高度的应用,太阳能热水器的安装倾角与正午太阳高度之和是90°,即安装倾角应是41°。
7.北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动,在连续三个月内三次测量正午太阳高度,获得测量数据(见下表)。三次测量中,其中一次测量的当天,正值(　　)A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日答案:C解析:第一次测量时,太阳直射北半球,第二次测量时太阳直射赤道,第三次测量时太阳直射点在南半球,太阳直射点由北向南移动,说明第二次测量时是当地的秋分日。故C项正确。
8.阅读图文材料,完成下列问题。青云花园是我国某城市(36.5°N)一所集欧美建筑精华于一体的住宅小区,小区设施齐全,环境优美。完工后当地居民争相购买,然而一年后,底层住户以采光条件差将开发商告上法庭。图1为青云花园小区平面分布图,图2为该小区学校的研究性学习小组绘制的某一日内旗杆杆影轨迹示意图(O为立杆处,虚线为杆影,曲线为杆影端点轨迹)。(tan30°≈0.577)
(1)图2中F、G、H、I四个杆影中,最接近日出时段的是　　,该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较　　(填“大”或“小”),该城市所在的大地形单元是　　　　　　　　。 (2)该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。请你运用所学知识为住户们拿出有力的证据。(3)为保证住宅获得充足的太阳光照,在楼高相同的情况下,你认为该城市住宅群的楼房间距与杭州相比有何差异?对你的结论作出合理解释。
答案:(1)F　小　华北平原(2)12月22日太阳直射南回归线,小区的正午太阳高度最小。小区位于36.5°N,冬至日的正午太阳高度H=90°-(23.5°+36.5°)=30°;由此可算得正午时楼的影长达34.66米,远大于楼间距20米。(3)楼房间距应比杭州宽。该城市纬度比杭州高,冬至日正午太阳高度比杭州小。