高中地理第二节 地球公转的意义学案

高一地理 第   周 导学案 

1.2.1 地球公转地理意义

班级                 姓名                   小组___________

【教学目标】

1.了解地球公转的方向、轨道、速度和周期。

2.理解黄赤交角以及影响。

3.熟练掌握正午太阳高度和昼夜长短变化的规律，提高判读光照图的能力。

4.学会运用地球公转的地理意义解决实际问题。

5.培养通过日常地理现象探究地理原理的意识，树立正确的宇宙观。

【重、难点】

1.太阳直射点的移动规律。

2.正午太阳高度的变化规律。

3.昼夜长短的变化规律。

【导学流程】

一、 知识链接（创设情境、导入新课）

同学们家里是否装有太阳能热水器？太阳能热水器应该怎样安装？为什么？

二、 基础感知（自主学习、夯实基础）

一、地球公转的特点

1. 公转方向、轨道

地球在自转的同时，还围绕着太阳由西向东公转，其公转轨道为接近正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上。

2. 公转周期

地球公转一周所需的时间为365日6时9分10秒，称为1恒星年。

3. 公转速度

二、太阳直射点的回归运动

1. 黄赤交角

地球绕太阳公转的轨道平面叫黄道平面。通过地心与地球自转轴垂直的平面叫赤道平面。黄道平面与赤道平面的夹角简称黄赤交角。 目前，黄赤交角是23〫26'，在一定时期内可以视为定值。

随着地球在公转轨道上位置的变化，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）就会改变，即太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。

2.太阳直射点的回归运动

(1)移动轨迹

夏至日：太阳直射点位于23〫26'N，此后太阳直射点逐渐向南移动。

秋分日：太阳直射于赤道上，此后太阳直射点继续南移。

冬至日：太阳直射点位于23〫26'S，此后太阳直射点开始向北移动。

春分日：太阳又直射于赤道上，此后太阳直射点继续北移。

(2)周期：365日5时48分46秒，叫作1回归年。

三、正午太阳高度角的变化

1. 太阳高度角

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。

2. 正午太阳高度角

一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的大小随着纬度和季节作有规律的变化。

3. 正午太阳高度角的变化

(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纬度向南北两侧递减。

(2)季节变化

4．正午太阳高度的计算

正午太阳高度＝90°－两点纬度差(δ)。

“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。

如图所示：当太阳直射B点时，A点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°；C点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。

5．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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。

(2)判断所在地区的纬度

当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。

(3)确定房屋的朝向

为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。

北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

(4)判断日影长短及方向

①太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。

②日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。

(5)计算楼间距、楼高

为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。

(6)计算热水器的安装角度

太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。

三、 合作探究（小组合作、提升能力）

【合作探究1】探究太阳直射点的移动规律

英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道：“黄赤交角会发生周期的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间，准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。”

1　为什么会有黄赤交角？

2　若黄赤交角变为24.5°，太阳直射的范围将会如何变化？

3　如果地球直立绕日公转，太阳直射点会发生什么变化？

4.请在图1-2-5中标出二分二至日太阳直射点所在的位置，并用平滑的曲线接起来表示太阳直射点的移动轨迹。

4. 在绘制的太阳直射点移动示意图中，标出元旦时太阳直射点所在的大致位置，并说明其移动的方向。

6.根据以上活动成果，归纳一年中太阳直射点的移动规律。

【合作探究2】探究正午太阳高度与物体影长的变化规律

某学校所在地纬度为20〫N，该学校的一地理活动小组为探究正午太阳高度与物体影长的变化规律，收集了以下资料：

1.学校的旗杆高度为16.88米。

2.不同时间测出的影长和推算出的正午太阳高度，如下表。

3.根据观测结果，归纳当地正午太阳高度的变化规律以及正午太阳高度角与物体影长的变化关系，试总结正午太阳角的计算方法。

【合作探究3】探究正午太阳高度与太阳能电池板

在我国，无论是城市还是农村，使用太阳能热水器的家庭越来越多。某太阳能热水器厂家宣传了自己的太阳能热水器设计的是黄金角度，安装后可以大大提高太阳能的利用率。小明的父母听了广告宣传便购买了一台，小明却说，这个太阳能热水器厂家广告有夸大宣传的嫌疑。

1. 小明的说法有道理吗？为保证太阳能的利用率，影响太阳能安装角度的主要因素是什么？

2. 你能说出北京正午太阳高度的年变化规律吗？

【合作探究4】探究正午太阳高度与房屋间距

随着经济建设的不断深入，我国的城市建设也得到了空前的发展。光照是城市建设在任何时期都必须考虑的一个重要因素。尤其是在城市大型小区的规划方面，建筑的采光更是影响到居民的日常生活。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距离。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·cot H。

城市住宅小区规划时，对采光条件有明确的规定。下表反映了我国部分城市住宅地日照间距要求(表中H为住宅楼高度，适用于住宅呈南北朝向的平原地区)。据此回答(1)～(3)题。

(1)在我国多数城市的居住建筑日照标准中，都以冬至日作为标准日，原因是(　　)

A．冬至日气温低     B．冬至日降水多      C．冬至日白昼时间最短    D．冬至日正午太阳高度最小

(2)位于北纬30°的杭州某住宅小区在规划建设两幢楼高均为30 m的住宅时，其楼间距应不小于(tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan 60°≈1.732)(　　)

A．35 m      B．40 m　　C．50 m　　 D．55 m

(3)根据表中信息可判断，在四地中纬度最高的是(　　)

A．甲 B．乙   C．丙 D．丁

四、 课堂笔记（课后记背、及时复习）

1．地球公转运动图的判读

由上图可知，地球公转运动图可从以下三个方面进行判读：

(1)公转方向的判断：根据公转与自转的方向一致及从北极俯视呈逆时针方向，从南极俯视呈顺时针方向，可判断地球公转方向。

(2)二至日的判断：根据地轴和太阳的关系可判断，地轴北端倾向太阳(或地轴南端偏离太阳)为夏至日；反之，则为冬至日。

(3)近日点、远日点的判断：根据二至日和地球位于公转轨道近、远日点的时间，可判断夏至日地球位于远日点附近，冬至日地球位于近日点附近。

2．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”。其含义如下：

3.黄赤交角的影响

引起太阳直射点在南、北回归线之间的周期性往返运动，其运动周期为365日5时48分46秒，叫作1回归年。太阳直射点的位置和季节移动可用以下图表来表示：

4．太阳高度与正午太阳高度

(1)太阳高度

太阳光线与地面所成的夹角称为太阳高度角，简称太阳高度。在晨昏线上的各地太阳高度为0°，昼半球上的各地太阳高度大于0°，夜半球上的各地太阳高度小于0°。太阳高度最大值为90°。

(2)正午太阳高度：一日内最大的太阳高度就是正午太阳高度，即当地地方时12时的太阳高度。

太阳高度的日变化是由地球自转运动产生的，而正午太阳高度的年变化是由地球公转运动产生的。

5．正午太阳高度的变化

(1)正午太阳高度的纬度变化规律

同一纬度，正午太阳高度相同。同一时刻从太阳直射纬度向南北两侧递减。

(2)正午太阳高度的季节变化

同一地点，正午太阳高度的大小随季节而变化。如下图所示：

(3)正午太阳高度的计算

某地正午太阳高度H的大小，可用下面的公式来计算：H＝90°－|φ±δ|(同半球减，异半球加)。其中φ为当地地理纬度，δ为直射点的纬度。|φ±δ|为某地纬度与直射点纬度的差值。

五、 跟踪练习（当堂训练、检测成果）

题组1　太阳直射点的回归运动

1．下图中，XOY为地轴，MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′T′为极圈。读图，回答(1)～(3)题。

(1)目前黄赤交角在图上是(　　)

A．∠XOF　　　　 B．∠TOF

C．∠FON D．∠TON

(2)若黄赤交角增大，图中哪些度数将增大(　　)

A．∠XON B．EF的纬度

C．ST的纬度 D．∠XOF

(3)若此图为北半球夏至日，则太阳光线与图中哪条线平行(　　)

A．MN B．EF

C．E′F D．ST

2．2011年的春节是2月3日，这天地球处于下图中哪一点的位置(　　)

A．甲             B．乙            C．丙            D．丁

3．下列我国节日期间，地球公转速度最快的是(　　)

A．清明节         B．元旦          C．中秋节        D．国庆节

读“黄道平面与赤道平面的交角图”，回答第4题。

4．下列叙述正确的是(　　)

A．目前的黄赤交角是66°34′ B．图中角α是黄赤交角

C．地轴与黄道平面的交角就是黄赤交角     D．黄赤交角度数即是南北回归线的度数

世界女排联赛总决赛于2019年7月3日至7月7日在南京奥体中心举行，下图示意地球公转轨道位置，读图，完成5～6题。

5．本次世界女排联赛总决赛期间，地球在公转轨道上的位置接近图中的(　　)

A．①　　　 B．②

C．③ D．④

6．7月7日在南京奥体中心争夺本届世界女排联赛总决赛冠军，关于该日太阳直射点所在半球、移动方向和地球公转速度的描述正确的是(　　)

A．北半球　北移　较快        B．南半球　北移　较快

C．北半球　南移　较慢        D．南半球　南移　较慢

黄赤交角是产生四季的原因。黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24.24°，最小时为22.1°，变动周期约4万年。读黄赤交角变动时回归线和极圈的变动示意图，回答7～8题。

7．(易错题)黄赤交角为24.24°时(　　)

A．热带的范围比现在小               B．温带的范围比现在小

C．寒带的范围比现在小               D．极昼和极夜出现的范围比现在小

8．地球上的太阳直射点(　　)

①移动周期约4万年　②随着季节的变化而变化　③在南、北回归线之间来回移动　④最低纬度为22.1°

A．①② B．①④

C．②③ D．③④

题组2　正午太阳高度角的变化

下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图，回答1～2题。

1．四地按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．丙、丁、甲、乙 D．丁、甲、乙、丙

2．四地自北向南排列，依次是(　　)

A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙

C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁

读“某地正午太阳高度角年变化折线图”，完成3～5题。

3．根据该地正午太阳高度角年变化规律，判断该地点可能位于(　　)

A．北温带    B．南温带     C．0°～23°26′N之间    D．0°～23°26′S之间

4．在图中C处所表示的这一天，该地(　　)

A．夜长最短  B．正午旗杆的影子最短     C．气温最高   D．受太阳活动影响强烈

5．当海口(20°N)阳光直射井底时，该日(　　)

A．白昼达到一年中最长  B．海口正午太阳高度角达到一年中最大

C．该日过后太阳直射点将向北移 D．该日过后太阳直射点将向南移

下图为某游客于2018年6月22日在北京郊区(约40° N)某光伏发电产业园区一角拍摄的照片,该产业园通过租借农田,将农业生产和光伏产业有机结合。读图,回答6～7题。

6.拍摄者位于太阳能集热板的(　　)。

A.正南方        B.正北方 C.东南方 D.西北方

7.拍摄当日,太阳能集热板的倾角最接近(　　)。

A.17° B.23°              C.35° D.49°

读世界上四地年内正午太阳高度变化及方向简图，回答8～9题。

8. 在四地楼房建设中，楼间距最小的为(　　)

A．①　 B．②　　　

C．③　　　 D．④

9. 在②地，为充分利用太阳能，正午太阳高度角最小时太阳能热水器集热板与地面的夹角约为(　　)

A．23°26′ B．66°34′ 

C．46°52′ D．45°

10.读某地二分二至日太阳视运动轨迹图，回答下列问题。

(1)分析图示不同日期太阳视运动的共同点：太阳______，原因是____________；太阳高度不断变化，____________是一天中最大值。

(2)尝试判断：

①该地位于________(南、北)半球。判断理由是________________________________。

②A代表______，B代表春分或秋分日，C代表________。判断理由：日出、日落时间和方位；________________________________________________________________________。

C日时全球正午太阳高度的纬度分布规律是全球正午太阳高度由______向南北两侧递减；__________地区正午太阳高度达一年中最大值，____________地区达一年中最小值。

教材P9活动：

提示：1.先在图中找准二分二至日点，再将5个点连成平滑的曲线。

2．元旦(1月1日)，此时太阳直射点位于南半球，并向北移动。

3．由图可知，春分到夏至，直射点在北半球，由赤道向北移动至北回归线；夏至到秋分，直射点在北半球，由北回归线向南移动到赤道；秋分到冬至，直射点在南半球，由赤道移动到南回归线；冬至到第二年春分，直射点在南半球，由南回归线向北移动至赤道。一年中直射点往返于赤道—北回归线—赤道—南回归线—赤道之间。

教材P10活动：

提示：物体的影长与正午太阳高度角大小呈负相关。当地夏至日时太阳直射点在北回归线，距离该地最近，正午太阳高度最大；冬至日时太阳直射点在南回归线，距离该地最远，正午太阳高度最小。

六、 探究未知（课后探究、查缺补漏）

学习中你还存在哪些疑惑，请在空白处至少写出2个。