人教版 (新课标)必修1第三节 地球的运动第3课时教案设计

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第3课时　地球公转的地理意义
学习目标：1.理解昼夜长短的纬度变化及季节变化规律。(重点、难点)　2.理解正午太阳高度的空间和时间分布规律。(重点、难点)　3.了解四季更替现象和五带划分标准。


一、昼夜长短的变化
1．昼夜长短反映了日照时间的长短。
2．昼夜长短的变化(以北半球为例)
时间
昼夜长短
分布规律
特殊现象
夏半年
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，北极圈及其以北出现极昼现象
冬半年
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，北极圈及其以北出现极夜现象
春秋
分日
昼夜等长
全球各地昼长、夜长都是12小时

[特别提醒]　(1)太阳直射某地，该地不一定昼最长夜最短，北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。
(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。
(3)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)；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。
二、正午太阳高度的变化
1．正午太阳高度的空间(纬度)变化规律
由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
2．正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)
节气
最大值地区
最小值地区
夏至日
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分日
赤道
极点

[特别提醒]　“正午太阳高度”与“太阳高度”“太阳直射”的区别与联系
(1)太阳高度是指太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。
(2)太阳入射光线与地平面夹角为90°时，称为太阳直射。
(3)一日中太阳高度的最大值即为正午太阳高度。
(4)若太阳高度为90°，必须同时满足“时间＋地点”两个条件：一是时间为当地正午，地方时12点；二是地点为直射点。
三、四季更替
1．成因：
由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，全球同纬度地区(除赤道外)，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
2．四季划分
(1)天文四季
(2)
四、五带
1．划分依据：太阳辐射总量从低纬度向高纬度递减。
2．五带的划分：


(1)太阳直射某地时，该地一定昼最长夜最短。 (　　)
(2)赤道上总是6时日出，18时日落。 (　　)
(3)某地正午太阳高度最大时，昼最长，夜最短。 (　　)
(4)我国各地四季更替都很明显。 (　　)
(5)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
提示：(1)×　太阳直射某地时，该地所在半球一定昼长夜短，但不一定昼最长，夜最短。只有当太阳直射该地所在半球的回归线时，该地才会昼最长，夜最短。
(2)√　赤道上总是昼夜平分，因此总是6时日出，18时日落。
(3)×　位于南北回归线之间的区域，其太阳直射时，正午太阳高度最大，但并不是昼最长，夜最短。
(4)×　我国温带地区的四季更替明显，位于热带的地区则不明显。
(5)D　[夏至日，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大。]

　
昼夜长短的变化　　
天安门广场国旗的升降时间，是根据北京的日出日落时间确定的。日期不同，国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日，升旗由早晨7时36分逐渐提前到凌晨4时36分，平均每天依次提前约1分钟；6月22日至12月30日，升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时36分，平均每天推迟52秒钟。12月31日到1月10日与6月7日到6月21日，每天的升旗时间分别为恒定的7时36分与4时46分。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天，升旗和降旗的时间与前一天相同。

问题1　(地理实践力)从游览时间上看，我们中学生去北京旅游，应选择暑假去，还是寒假去？为什么？
提示：最好选择暑假去，因此时为夏季，白天时间长，游览时间充足。
问题2　(综合思维)天安门广场升国旗的时间随不同季节调整的原因是什么？
提示：升旗时间是由日出时间确定的，日出日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转，北京的昼长是随季节有规律变化的。
问题3　(综合思维)每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段，北京的昼长如何变化？
提示：每年1月11日至6月6日北京的昼长逐渐变长；每年6月22日至12月30日北京的昼长逐渐变短。
[归纳总结]　昼夜长短的变化
昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此要点应主要抓住“两看”。
1．昼夜长短分布——看“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

2．昼夜长短变化——看“移动方向”
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：


昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出或日落时间进行计算：
地方时正午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)×2
③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相同纬度地区昼长相同。
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14小时，那么南纬40°夜长是14小时。
③同一纬线的昼夜长短，在一年中有两个日期相同(赤道和极昼、极夜区除外)，且这两个日期近似关于二至日对称。


1．下表中所列的是12月22日的甲、乙、丙、丁四地白昼时间。根据表中的数据回答(1)～(3)题。

甲地
乙地
丙地
丁地
白昼时间
5小时
30分
9小时
09分
11小时
25分
13小时
56分
(1)四地中属于南半球的是 (　　)
A．甲地　　　B．乙地　　　C．丙地　　　D．丁地
(2)四地按纬度从高到低顺序排列的是(　　)
A．甲乙丙丁 B．甲乙丁丙
C．丙丁乙甲 D．丁丙乙甲
(3)造成四地白昼时间差异的主要因素是 (　　)
①地球公转　②地球自转　③黄赤交角的存在　④地方时的不同
A．①②　　　B．②③ C．③④　　　D．①③
(1)D　(2)B　(3)D　[第(1)题，12月22日(冬至日)，太阳直射南回归线，南半球各地昼长夜短，即昼长超过12小时，北半球各地昼长均小于12小时。第(2)题，纬度越高，昼夜长短变化幅度越大，赤道上终年昼夜平分(即为12小时)。丙、丁两地相对来说离赤道较近，昼夜长短变化比甲、乙两地小，而且丙地更接近赤道，纬度更低。甲地昼夜长短变化最大，纬度最高。第(3)题，黄赤交角的存在和地球公转运动产生各地正午太阳高度角的变化、昼夜长短变化和四季变化。]
　
正午太阳高度的变化　　
冲着小区楼房间距有50 m、小区绿化率为50%的宣传广告，我国北方某市一些市民先后购买了位于曹家渡的静安丽舍——恒辉阁商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4 m。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。

问题1　(综合思维)小区业主为什么这么重视楼间距问题？
提示：楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。
问题2　(地理实践力)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？
提示：选择在冬季冬至前后去看房。
问题3　(综合思维)每年的夏至日至冬至日我国北方正午太阳高度如何变化？
提示：正午太阳高度逐渐降低。
[归纳总结]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．正午太阳高度的变化规律
(1)纬度分布规律——近大远小
太阳直射在某纬线上，该纬线的正午太阳高度为90°，距该纬线越远，正午太阳高度越小。
(2)季节变化规律——来增去减
当太阳直射点向某纬线移来，该纬线正午太阳高度逐渐增大，反之减小。
(3)年变化规律
①南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
②南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
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。
(3)判断日影长短及方向
太阳高度越大，影子越短，正午太阳高度越小，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·cot H。
(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角的关系为α＋h＝90°(如下图)。


正午太阳高度的计算方法

正午太阳高度H＝90°－纬度差，“纬度差”是指该地所在纬线与该日直射点所在纬线之间的纬度距离。例如：求北京夏至日正午太阳高度。从上图中得出北京所在纬度与直射点所在纬度的差值是16°34′，因此北京的正午太阳高度是90°－16°34′，即73°26′。


2．我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时(如下图)。据此回答(1)～(2)题。

(1)“日照时间不少于1小时”的日期指的是(　　)
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
(2)按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是(　　)
A．北京(40°N) B．哈尔滨(45°N)
C．广州(23°N) D．台州(29°N)
(1)D　(2)B　[第(1)题，我国大部分地区在冬至日北面楼房底层最易被南面的楼房遮住太阳光。第(2)题，冬至日，选项中四个城市越靠北，楼房的影子越长，楼间距就越宽。]
　
四季和五带　　
春至细雨如丝，看杨花飞舞；
夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开；
秋来隔窗听雨，着小扇扑萤；
冬可踏绵柔雪地，聆暗香遁地。

问题1　(综合思维)文中描述季节更替在我国的北方和南方，哪个表现的最明显？
提示：在北方最明显。
问题2　(地理实践力)寒冬腊月，许多东北老人愿意到海南三亚越冬，主要原因是什么？
提示：海南三亚纬度较低，属于热带，冬季时气温较高。
[归纳总结]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．四季和五带的形成

2．五带的划分


3．读五带分布图，完成(1)～(2)题。

(1)下列地区四季变化最明显的是 (　　)
A．热带 B．北温带
C．北寒带 D．低纬度地区
(2)假设黄赤交角为30°时，地球上 (　　)
A．寒带的范围变大 B．温带的范围变大
C．热带的范围变小 D．寒带的范围变小
(1)B　(2)A　[第(1)题，热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第(2)题，黄赤交角的大小对五带划分影响很大。如果热带的纬度范围变为赤道到南北纬30°，那么寒带的纬度范围就为90°－30°＝60°，即从南北纬60°到南北纬90°为寒带。由此可知：黄赤交角变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小。]


光照图的综合判读
侧视

图

图1　　　图2　　　　　图3
俯视图

图4　　　　图5　　　　　图6
矩形图

图7
探讨1.(综合思维)侧视图中晨昏线与太阳光线的关系是什么？
提示：晨昏线与太阳光线垂直。
探讨2.(区域认知)从图1～图6中反映北极附近为极夜的是哪些图？
提示：从图1～图6中，图3和图6均表示北极附近为极夜状况。
探讨3.(综合思维)图7反映的昼夜分布状况与图1～图6中的哪些图示一致？
提示：与图2和图5一致，均为夏至日的昼夜分布状况。

1．准确把握光照图中的基本要素
(1)找准两条线——晨线、昏线

图1
①晨线：自西向东，由夜半球进入昼半球的界线，如图1中。
②昏线：自西向东，由昼半球进入夜半球的界线，如图1中。
(2)确定五个点——晨赤点、昏赤点、晨昏北点、晨昏南点、太阳直射点

图2
①晨赤点：晨线与赤道的交点，地方时为6：00。如图2中C点。
②昏赤点：昏线与赤道的交点，地方时为18：00。如图2中A点。
③晨昏北点：晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点。北点(图2中D点)0时北昼，北点12时北夜(当晨昏北点为0：00时，其北方为极昼；当晨昏北点为12：00时，其北方为极夜)。
④晨昏南点：晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。南点0时南昼，南点12时南夜。
⑤太阳直射点：即日心和地心的连线与地球表面的交点
(如图2中B点)。太阳高度为90°，地方时为12：00。它与晨赤点、昏赤点的经度差为90°。
2．依要素把握光照图的判读技巧


读地球光照图(图中阴影表示黑夜)，回答(1)～(2)题。

①　　　②　　　　③　　　④
(1)下列说法正确的是(　　)
A．图①表示全球昼夜平分
B．北极点正午太阳高度最大的是图②
C．图②与图③所示日期相同
D．太阳直射南回归线的是图④
(2)关于图④，下列说法正确的是 (　　)
A．地球位于近日点附近
B．海南岛上正午物体的影子最短
C．此时是漠河白昼最长的一天
D．此时是北京一年中最热的月份
(1)A　(2)C　[图①显示晨线与经线重合，为春、秋分日全球昼夜平分；图②显示地球顺时针自转，说明为南极俯视图，极圈内出现极昼，可判断为冬至日，此时北极点极夜，太阳高度不是最大；图③显示北极圈出现极昼，可判断为夏至日，图②与图③所示日期不同；图④北极圈出现极昼，此时太阳直射北回归线，漠河在北半球高纬度，此时是漠河白昼最长的一天。]


地理实践力——根据太阳辩别方向
白天，当你在野外活动时，如果没有携带罗盘等仪器，则可直接利用太阳来辩别方向。自古以来人们就知道根据太阳的东升西落辩别方向，然而，除赤道外，一年中太阳真正的“东升西落”，只有春秋分日，在夏季是“东北升，西北落”，冬季则是“东南升，西南落”，每日中午太阳总是位于南方的天空上。

根据太阳东升西落辨别方向(北纬40°地区)

我国北方地区某中学地理教师上班途中，每天7：20经过湖边一条南北向沿湖小路。一年内不同季节他发现右手方向太阳的方位有3种情况(见图)。据此回答(1)～(3)题。

(1)对图中方向的判断正确的是(　　)
A．该教师每天上班自北向南通行
B．小山位于湖泊的东边
C．一年内，②情况下的太阳从东南方向升起
D．上班途中，太阳从该教师的右前方移动到了右后方
(2)当太阳位于位置①时(　　)
A．太阳直射北半球
B．北半球各地昼长夜短
C．北京日落于西北
D．北京正午时太阳位于正南
(3)太阳方位从①到③的过程中(　　)
A．太阳直射点一直向北移动
B．南半球可能昼先变长后变短
C．北半球的河流开始结冰
D．非洲草原上的动物正在大规模南迁
(1)B　(2)D　(3)B　[第(1)题，该地理教师通行在南北向的沿湖小路上，太阳在右手方向日出，说明上班是自南向北行进；据图中山与湖泊的位置关系，可判断小山位于湖泊的东边；一年内，冬半年日出东南，夏半年日出东北，春秋分日出正东，故②情况下日出正东附近，某一天上班途中，观察者距太阳很远，虽然观察者的位置发生了变化，但相对观察者而言，短时间内太阳的位置基本上是不变的。第(2)题，由上题分析可知，太阳位于位置①时，太阳高度较小，日出东南方向，说明此季节太阳直射南半球，可以判断北京此季节日落于西南，正午太阳位于正南方。第(3)题，当太阳位于位置③时，日出较早，日出方向为东北，结合上题分析可以判断在太阳方位从①到③的过程中，太阳直射点可能一直向北移动，也可能先向南移动再向北移动。]
　(教师独具)


读某日太阳光照图，回答1～2题。

1．图中①②③④四地昼长最长的是(　　)
A．①　　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
2．此时①地的昼长是(　　)
A．12小时 B．14小时
C．16小时 D．8小时
1．A　2.C　[第1题，夏至日时，北半球各地昼长达到最长，并且越往北昼越长，南半球反之，所以①②③④四地昼长由长到短依次为①②③④。第2题，先计算出①所在纬线与晨线、昏线的交点之间的昼弧经度，再除以15°。图中相邻两条经线之间的经度相差30°，由此可得①地的昼长是16小时。]
读某地正午太阳高度年变化折线图，完成3～4题。

3．根据该地正午太阳高度年变化规律，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．黑夜最短 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
3．D　4.B　[第3题，该地12月22日前后有两次正午太阳高度达到90°，说明有两次太阳直射。根据正午太阳高度变化规律可以判定该地位于赤道至南回归线之间，所以应该位于南半球热带地区。第4题，C处表示太阳直射，正午旗杆的影子最短。]
下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图，读图回答5～6题。

5．图示季节分配自上而下依次为(　　)
A．北京、广州、武汉、哈尔滨
B．北京、武汉、哈尔滨、广州
C．广州、武汉、哈尔滨、北京
D．广州、北京、哈尔滨、武汉
6．关于季节更替的叙述错误的是(　　)
A．低纬度地区季节更替不明显
B．中纬度地区季节更替明显
C．高纬度地区季节更替明显
D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化
5．D　6.C　[第5题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，结合选项可知，D项正确。第6题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显，故A项正确；中纬度地区不同地区热量差异明显，季节性较强，故B项正确；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显，故C项错误；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的变化，故D项正确。]