一、教学方法
地球运动一章知识学习和解题宜用图解法;注意时间与空间的互化;解题注意准确运用概念与原理;注意局部图与整体图的关系;注意时间或空间的对称性;注意题中隐含的信息;注意情景的理解和想像。
二、地球运动原理及应用
1.时间计算题正午12时的隐性信息。
(1)太阳直射点所在经线的地方时为12时。太阳直射点的正南或正北的地方,地方时是正午12时。昼弧中点所在的经线地方时是正午12时。(2)某地正午旗杆的日影为0,则该地是太阳直射点。某地旗杆的日影在一天中最短,则该地地方时是正午12时。当光线与地面夹角是正午太阳高度角,则照射点所在经线为正午12时。
(3)昼半球中央经线地方时为12时,夜半球中央经线地方时为0时。
(4)晨线与赤道交点所在经线地方时为6时,昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时。
(5)晨昏线与纬线切点所在经线的地方时是12时或0时,当切点位于夜半球中分线时,切点所在经线的地方时是子夜0时,当切点位于昼半球中分线时,切点所在经线的地方时是正午12时。
2.同纬度的地点问题
(1)同纬线上各点日出地方时相同、日落地方时相同;昼长时间相同,夜长时间相同;正午太阳高度角相同;日出方位相同,曰落方位相同。
(2)一年中若两个不同日期的昼长或夜长相同,则这两个日期的太阳直射点在同一纬线上。
(3)同一纬线上的点,随地球自转的线速度相同,角速度相同。(纬度越低线速度越高;海拔越高线速度越高;纬度度高地转偏向力越大;极点的角速度和线速度为0,但地转偏向力最大)
3.昼夜长短问题
(1)太阳直射点所在的半球为该半球的夏半年。在此期间,该半球除极昼范围外,各纬线,昼长大于夜长,且纬度越高,昼越长。当太阳直射回归线时,该半球昼长达一年中的最大值。
(2)日出地方时=12-昼长÷2;日落地方时=12+昼长÷2;昼长=昼弧度÷15。
(3)纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。
(4)日出提前,则日落延后,变化值相同,则昼长加长。
4.时间计算基本原理
(1)太阳直射点的纬度==90°-正发生极昼或极夜的纬度;太阳直射点的纬度=90°-晨昏圈与纬线切点的纬度。
(2)°经线向东至0点所在的经线是昨天范围,0点所在的经线向东至°经线是今天的范围。当0点所在的经线与°经线重合时,全球是同一天。
(3)同一经线上地方时相同,经度每向东进1°,地方时快4分钟。某地地方时=已知地方时±4分钟/1°×经度差(求地方时的某地在已知地的东边,用加号;在已知地的西边用减号)。
(4)全球24个时区,每向东进1个时区,时间快1小时。其中东十二区和西十二区实质是同一个时区,钟点相同,而日期相差一天,向东越过日界线进入西十二区,减一天,向西越过日界线进入的是东十二区,加一天。
(5)时区数=经度数÷15(若整数,商为时区数;若余数大于7.5,商进1为时区数;若余数小于7.5,余数舍去取商为时区数)。
(6)时区的中央经度数=时区数×15°;时区中央经线的地方时=该时区的区时。
5.正午太阳高度
概念:一天中太阳光线与地球水平地面夹角的最大值。
计算:正午太阳高度=90°-纬度差(当地的地理纬度与太阳直射点地理纬度差距);
应用:注意光线与水平地面夹角。
6.关于晨昏线问题
晨昏线特点:
平分地球,是过球心的大圆;
长度等于赤道周长;
晨昏线上太阳高度角为0°;
晨昏线必与水平光线垂直;
晨昏线永远平分赤道晨昏线与经线重合是春分或秋分日;
晨昏圈与刚发生极昼(夜)的纬线相切;其切点的地方时必是12点(极夜)或0点(极昼)。
赤道与晨线的交点一定是当地6时,与昏线的交点一定是当地的18时。
晨昏线与经线圈的夹角(α)的变化范围为0°—23.5°,且与太阳直射点的度数相同;
晨昏线的移动与地球自转速度相同、方向相反。
7.北半球观察北极星的地平高度(仰角)=当地的地理纬度。
在北半球某纬度,研究地点与北极星的视线形成的仰角,等于该地的地理纬度;与北极星的视线在地面上的投影线,就是指向北极点的经线。
8.地球球体大圆弧上,1°=KM。经过球面上两点的大圆劣弧距离最短。
晨线长度约为赤道周长一半。
纬线长度等于赤道周长乘以纬线纬度的余弦值。
9.黄赤交角存在的影响
太阳直射点的南北回归运动;
昼夜长短的季节变化;
正午太阳高度的季节变化;
四季的产生及更替;
廿四节气的设立;
与太阳直射点移动变化的现象如极昼极夜及变化现象;地中海气候与热带草原气候特征,盛行风风向的季节变化及控制时间。
10.地球公转:地球公转位于近日点,则是一月初,公转速度最快。北半球为夏半年。地球公转在远日点则相反。
广东潮州西湖例题分析
在北京某学校组织的地理实践活动中,小明同学于4月19日、5月10日和6月7日三天拍摄了“天际线上的太阳与城市”的作品(下图)。据此完成1—2题。
1.小明拍摄时位于楼群的
A.正南方向
B.西北方向
C.东南方向
D.正北方向
2.图中4月19日和5月10日的太阳高度相同,由此可以判断小明三天拍摄的时刻从早到晚依次是
A.6.7、5.10、4.19
B.4.19、5.10、6.7
C.5.10、4.19、6.7
D.5.10、6.7、4.19
参考答案
1.C2B
试题分析
第一题
该地位于北京,属北半球。根据时间段正处于春分到夏至之间,所以确定日出在东北方向、日落西北方向,且日出和日落位置北移;再根据三日方位,确定图片右侧为北;再根据北方,可以确定图中天际线上的太阳位于西北,为日落景观图,最后可确定图中天际线上的太阳方位位于楼群的西北方位,其相反的东南方向即为小明拍摄时位于楼群的方位,C正确,排除A、B、D选项。故选C。
第2题
图中4月19日和5月10日的太阳高度相同,根据上题推论可知小明是在日落前拍摄的太阳高度,4月19日、5月10日和6月7日这三天白昼时间越来越长,日落时刻应越来越晚,相同太阳高度的时刻越来越晚,且同一天日落前太阳高度越低时刻越晚,因此这三天拍摄的时刻从早到晚依次是4月19日、5月10日和6月7日,B正确,A、C、D错误。故选B。
某地(25°N,°E)某新建校区教学楼顶层安装的固定式太阳能电池板,阳光入射角度大、发电效率高。夏至日前后,该地在北京时间5:30看到日出。据此完成3-4题。
3.该地一年中太阳能电池板日光照最长时间是
A.15小时10分钟
B.13小时40分
C.13小时
D.12小时20分
4.若将电池板由固定式改为可调节式,在阴雨连绵的春季,要达到最佳发电效果,对电池板倾角调节正确的是
A.一直调大
B.一直调小
C.先调大后调小
D.先调小后调大
参考答案3.B4.B
试题分析
第3题
夏至日前后,该地在北京时间5:30看到日出,此时该地°E的地方时比北京时间晚20分钟,即该地日出的地方时是5:10,则该地夏至日的昼长是13时40分,故选B。
第4题
太阳能面板中阳光入射角度与电池板倾角互余,电池板固定式是以一年中最小正午太阳高度角为依据安装的,即冬至日正午太阳高度最小,此时电池板倾角最大,故春季,要达到最佳发电效果,对电池板倾角调节正确的是一直调小。故选B。
我国某学校(40°N,°E)在下图所示地区于北京时间9:28举行运动会。读图,回答5~6题。
5.在长跑比赛中当某运动员位于跑道上P点且身影朝向如图所示时,运动会已进行了
A.4时22分钟
B.4时12分钟
C.3时22分钟
D.3时12分钟
6.如果运动员在P点时的身影长度与身高相等,则比赛举办的日期可能是
A.3月21日
B.4月12日
C.10月12日
D.11月12日
参考答案
5.D6.C
试题分析
第5题
据图可知:该地的经度为°E,当北京时间为9:28时,该地地方时为8:48;当影子朝向正北时,该地的地方时为12时,据此可以计算出两地的时间差为3小时12分钟,故D项正确。
第6题
若影长与身高相等,即太阳光线与地面夹角为45°,即当地正午太阳高度为45°。根据正午太阳高度计算公式可知H=90-(所求地与折射点之间的纬度差),即45=90-(40-直射点纬度),求得直射点纬度为5°S。此时太阳直射点距离赤道不远,A为春分日直射点位于赤道,排除A;剩下的3个日期中10月12日最接近秋分即距离赤道最近,所以本题C正确。
年10月16日,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,将我国3名航天员顺利送入距离地表约km的中国空间站。年4月16日,航天员安全返回地球。据此完成7~8题。
7.符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是
A.①B.②
C.③D.④
8.驻留期间,酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值
A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.持续不断变大
D.始终保持不变
参考答案
7.A8.D
试题分析
1.材料中年10月16日至年4月16日,地球在公转轨道上的角速度应先逐渐加大,至年1月初达最大后,再逐渐变小。而空间站距地表kM,绕地球转,大致可认为空间站及地球绕太阳转是共轴转动,故空间站绕日运动的角速度与地球公转角速度变化状况相同。故第7题选A。本题实质是考查地球公转角速度变化规律。
2.第8题问的是两地每天正午太阳高度的差值。根据两地纬度都是定值,两地也都在北回归线或以北地点,每天太阳直射点移动的度数也都是相等的定值,故两地每天的正午太阳高度的差值就不变,即每天的差值应都是两地纬度之差值,故选D。
(作者作于壬寅仲夏)