1、第2课时 地球公转的地理意义课标解读课标要求素养达标结合实例，说明地球公转的地理意义。1.运用地球公转的规律，理解昼夜长短变化、正午太阳高度变化、四季变化等自然现象。（综合思维）2.实地进行野外正午太阳高度的观测，分析日影长短、日影方位、太阳能集热板角度和方向、楼间距等实际问题与正午太阳高度的关系。（地理实践力）自主学习必备知识基础预习一、昼夜长短的变化1.昼夜长短反映 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 ，夜越短，至北极四周为 极昼 夏至日太阳直射 北回归线 ，北半球 昼 最长、 夜 最短，北极圈及其以北地区皆为极
2、昼冬半年昼短夜长纬度越高，昼越 短 ，夜越长，至北极四周有 极夜 现象冬至日太阳直射 南回归线 ，北半球昼最短、夜最长，北极圈及其以北地区出现 极夜 现象春、秋分日昼夜等长均为 12 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（赤道地区和已出现极昼、极夜现象的地区除外）昼夜时长相差越大，出现极昼、极夜现象的范围越大。（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）。知识拓展 北极地区极昼范围随太阳直射点移动的变化（1）“北进南扩”是指太阳直射点从赤道向北推进时，北
3、极地区极昼范围从北极点向南扩大。（2）“南撤北缩”是指太阳直射点从北回归线向南撤时，北极地区极昼范围从北极圈向北缩小。二、正午太阳高度的变化1.太阳高度角：太阳光线与 地平面 的交角，简称太阳高度。2.正午太阳高度：一日内最大的太阳高度。易错辨析 太阳高度与正午太阳高度的区别太阳高度是线面角，正午太阳高度只是特定时刻（地方时正午12时）的太阳高度。正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，但不一定是90 。如下图所示：3.正午太阳高度的变化规律（1）纬度变化规律：春分日和秋分日，由 赤道 向南北两方降低；夏至日，由 北回归线 向南北两方降低；冬至日，由 南回归线 向南北两方降低。（2）季节变化
4、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地区南半球冬至日南回归线及其以南地区北半球二分日赤道极点特别提醒 正午太阳高度的分布规律（1）同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。（2）对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。（3）近大远小规律：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小。三、四季更替和五带划分1.四季更替（1）成因 昼夜长短 正午太阳高度 季节 （2）四季划分（北温带）类别季节含义或月份天文四季春季冬季与夏季的过渡季节夏季一年内白昼 最长 、正午太阳高度 最高 的季节秋季冬季与夏季的过渡季节冬季一年内白昼最短
5、、正午太阳高度最低的季节气候四季春季3、4、5月夏季6、7、8月秋季9、10、1月冬季12、1、2月特别提醒 我国传统节气划分法：以“四立”即立春、立夏、立秋、立冬为季节的开始。2.五带（1）成因 空间 空间 （2）划分界线：南北 回归线 和南北极圈。（3）具体划分 有阳光直射 北温带 热带 南温带 特别提醒 四季和五带的联系与区别四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布。但四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。具体区别如下：自我诊断1.判断下列说法的正误。（1）太阳直射某地时，该地一定昼最长、夜最短。( )解析：（1）太阳直射某地时，该地所在半球一定昼长
6、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6时日出，18时日落。( )解析：（2）赤道上总是昼夜平分，因此总是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。( )解析：（3）位于南北回归线之间的区域，当太阳直射时，正午太阳高度最大，但并不是昼最长、夜最短。（4）冬至日，仅北回归线及其以北地区正午太阳高度达最小值。( )解析：（4）冬至日，北半球各地距离太阳直射点最远，正午太阳高度达最小值。（5）我国各地四季更替都很明显。( )解析：（5）我国温带地区的四季更替明显，位于热带的地区则不明显。2020年11月2
7、324日，2020世界互联网大会在浙江乌镇举行。据此完成下面两题。2.世界互联网大会举行期间，下列城市昼长最长的是( )A.乌镇B.海口C.广州D.哈尔滨答案：B解析：世界互联网大会举行期间，太阳直射南半球，北半球纬度越低，昼长越长，因此昼长最长的城市是海口。3.世界互联网大会举行期间，下列城市正午太阳高度最小的是 ( )A.乌镇B.海口C.广州D.哈尔滨答案：D解析：世界互联网大会举行期间，太阳直射南半球，北半球越往高纬度，距离太阳直射点越远，正午太阳高度越小。互动探究关键能力探究主题一 昼夜长短的变化探究活动 昼夜长短的变化规律及计算方法1.读图，探究下列问题。 （1）根据图1，说明昼弧、
8、夜弧长短与昼夜长短的关系。图1 昼弧与夜弧示意图（2）观察图2，夏至日时全球各纬度的昼夜长短有何规律？图2 夏至日全球昼长分布 （3）观察图3，冬至日时全球各纬度的昼夜长短有何规律？图3 冬至日全球昼长分布（4）观察图4，春秋分日时，全球各纬度的昼夜长短有何规律？图4 春分日和秋分日全球昼长分布答案：（1）每条纬线在昼半球的部分，称为昼弧，在夜半球的部分，称为夜弧。可通过比较昼弧和夜弧长度确定昼夜长短，如昼弧长、夜弧短，则昼长夜短；昼弧短、夜弧长，则昼短夜长。若纬线全部为昼弧，则为极昼，全部为夜弧，则为极夜。（2）夏至日时，北极圈及其以北地区出现极昼，向南白昼逐渐变短，黑夜逐渐变长，至南极圈及
9、其以南地区出现极夜。北半球某地昼长等于南半球相同纬度夜长。（3）冬至日时，北极圈及其以北地区出现极夜，向南白昼逐渐变长，黑夜逐渐变短，到南极圈及其以南地区出现极昼。北半球某地昼长等于南半球相同纬度夜长。（4）春秋分日时，全球各纬度昼夜平分，昼长、夜长均为12小时。知能整合一、昼夜长短的纬度分布规律1.对称规律：南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球某地的昼长与同一日南半球相同纬度的夜长相等，例如23.5N 的昼长等于23.5S 的夜长。2.递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。另一半球昼短夜长，且纬度越高，夜越长。与太阳直射点的移动方向无关。3.变幅规律：赤
10、道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。4.极昼、极夜规律：极昼（极夜）的起始纬度=90- 太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼（极夜）出现的天数越多。二、昼夜长短的计算方法1.利用昼弧或夜弧的弧度数进行计算昼（夜）长=昼（夜）弧/152.根据日出、日落时间进行计算（1）依据白天，日出、日落时间关于正午12点（当地地方时）对称；夜间，日出、日落时间关于0点（当地地方时）对称；上午时长=下午时长；前半夜时长=后半夜时长。如下图所示：（2）计算方法昼长时间=日落时间-日出时间=2(12-日出时间）=2（日落时间-12)=24-夜长日出时间=12-昼长/2=夜长的一半3.特殊地点昼长的确定（
11、1）赤道上，昼长=夜长=12小时。（2）极昼区，昼长=24小时，夜长=-小时；极夜区，昼长=0小时，夜长=24小时。4.利用昼夜长短的分布规律计算（1）同一纬线上各地昼长相等，夜长相等。（2）北半球某纬度上各地的昼长=同一日南半球同纬度上各地的夜长。5.利用时间的对称性规律计算相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间，同一地点的昼长、夜长都是相同的；相对于春分日或者秋分日对称的两个时间，同一地点一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。如下图：同一地点，a与b两个时间的昼长、夜长是相等的，c与d两个时间的昼长、夜长也是相等的；b与c两个时间中，b时间的昼长等于c时间的夜长。三、极昼与极夜范围的确定方法若
12、某日太阳直射点的纬度为, 则该日发生极昼、极夜的最低纬度为=90- （如图所示）。如：太阳直射10N ，则这一天出现极昼现象的范围为80N 及其以北地区，发生极夜的范围为80S 及其以南地区。四、昼夜长短与日出、日落方位的关系北半球某地二分二至日太阳视运动轨迹图直射点位置昼夜长短日出方位日落方位北半球北半球昼长夜短，南半球昼短夜长东北（北半球早于6时日出）西北（北半球晚于18时日落）赤道昼夜等长正东（6时日出）正西（18时日落）南半球北半球昼短夜长，南半球昼长夜短东南（北半球晚于6时日出）西南（北半球早于18时日落）素养培育综合思维1.阅读材料，回答下列问题。地点最短昼长最长昼长三亚约11小时
13、约13小时漠河约7小时约17小时（1）漠河昼最长的日期与三亚昼最长的日期是否相同？试推断两地纬度高低。（2）漠河昼长是否始终比三亚长？答案：（1）漠河与三亚均位于北半球，其昼最长的日期都是北半球夏至日，北半球夏半年昼长夜短，纬度越高昼越长，所以漠河纬度高于三亚。（2）北半球冬半年漠河昼长短于三亚，北半球夏半年漠河昼长长于三亚。探究主题二 正午太阳高度的变化探究活动 正午太阳高度的变化规律及应用1.阅读情境，探究下列问题。情境一 因小区楼房间距有50m 、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某小区的商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4m 。为此，该
14、小区的38户业主将开发商告上法庭。情境二 我国相关文件规定大城市住宅日照标准为大寒日2 小时，冬至日1 小时，老年人居住的建筑不应低于冬至日日照2小时。（1）小区业主为什么这么重视楼间距问题？（2）在该城市购买商品住宅时，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？（3）我国相关文件中对住宅接受日照时间的最低标准，为什么要以冬至日来衡量？答案：（1）楼间距与太阳光照时长相关，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。（2）选择在冬至日前后去看房。（3）冬至日时我国各地的正午太阳高度达到一年中的最小值。知能整合一、正午太阳高度的计算
15、公式：H=90- 两点纬度差。“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即若两点同在北（南）半球，则两点纬度“大数减小数”；若两点分属南北不同半球，则两点纬度数相加。二、正午太阳高度的变化规律1.正午太阳高度的空间变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；与直射点所在纬线距离越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。同一纬线上正午太阳高度相同。如下图所示：夏至日正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减冬至日正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减春、秋分日正午太阳高度由赤道向南北两侧递减2.正午太阳高度的季节变化规律地区最大值最小值北回归线及其以北地区一次最
16、大值（6月22日前后）一次最小值（12月22日前后）南回归线及其以南地区一次最大值（12月22日前后）一次最小值（6月22日前后）南北回归线之间（除赤道外）两次最大（太阳直射时最大）一次最小（南半球出现在6月22日前后，北半球出现在12月22日前后）赤道两次最大（3月21日前后和9月23日前后）两次最小（6月22日前后和12月22日前后）递变规律来增去减（直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小）3.正午太阳高度的年际变化规律（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2326 增大至4652 ），赤道上为2326 ，回归线上为4652 。（2）南回归线至南极
17、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4652 ）。（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4652 减小至2326 ），极圈上为4652 ，极点上为2326 。三、正午太阳高度分布规律在生产、生活中的应用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.确定房屋的朝向房屋的朝向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.确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时，两地纬度相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。根据某地某
18、日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。4.判断日影长短及方向太阳直射点上，物体的影子最短，长度为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。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.确定楼间距、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距离。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至
19、日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L=hcot,H。如下图：6.计算太阳能热水器的安装角度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，使太阳光与集热板成直角。集热板与地面之间的夹角() 和当天的正午太阳高度(H)互余，即+H=90 时效果最佳。如下图：素养培育地理实践力1.阅读图文材料，回答下列问题。中华人民共和国物权法规定：“建造建筑物，不得违反国家有关工程建设标准，妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。”下面为山东省济南市在二分二至日的正午太阳高度示意图（图1）和两楼之间的最短距离和楼高关系示意图（图2）。（1）影响建筑物采光和日照的主要因素是什么？（2）图1中，分别
20、表示哪一日期的正午太阳高度？其中，决定济南市楼间距大小的是哪一个？答案：（1）楼高和正午太阳高度。（2）表示夏至日，表示春、秋分日，表示冬至日。其中，决定济南市楼间距的大小。随堂巩固自我测评 （2021山东潍坊高二期中）下图示意某时地球光照状况，阴影部分表示黑夜。据此完成下面两题。1.该日，图中四地正午太阳高度最大的是( )A.地B.地C.地D.地答案：A解析：根据图中晨昏线与北极圈相切可知，此时为北半球夏至日。该日太阳直射点位于北回归线，地所在纬线与直射点纬度差为45-2326=2134 ，为四点中最小的。因此地正午太阳高度最大。2.该日，图中四地昼长最长的是( )A.地B.地C.地D.地答
21、案：B解析： 该日太阳直射北回归线，越往北昼长越长，因此地昼长最长。（2020河南洛阳高二期中）某地理研究性学习小组在北京市(40N,116E) 居民楼楼顶观测太阳，此时，太阳处于正南方位，楼顶上太阳能热水器的集热板，接收的太阳辐射达到了一天中的最大值，其倾角为60 （下图），倾角可自由调整。据此完成下面两题。3.此时( )A.北京时间为12时B.太阳直射点位于南半球C.当日北京昼长夜短D.太阳直射点向北移动答案：B解析：此时太阳处于正南方位，这说明116E 的地方时为12：00，北京时间用的是120E 的地方时，故A错误；倾角为60 ，表示该纬度(40N) 正午太阳高度为30 ，因此太阳直射
22、点的纬度为20S ，故B正确；此时太阳直射点位于南半球，北京昼短夜长，故C错误；根据已知信息无法判断太阳直射点向南还是向北移动，故D错误。4.为了冬至时太阳能热水器的使用效果最好，学习小组建议居民将太阳能集热板( )A.调整朝向B.不调倾角C.调大倾角D.调小倾角答案：C解析：冬至日正午太阳高度为90-(40+23.5)=26.5 ，太阳能热水器的集热板与地面的夹角是90-26.5=63.5 ，图中太阳能热水器的集热板与地面的夹角是60 ，应调大倾角；正午太阳位于正南方向，朝向没有变化，不需调整朝向。5.读某日日照图，回答下列问题。（1）在图中地球公转轨道上用箭头示意地球公转的方向。（2）A、
23、B、C、D四点中与甲地昼长相同的为 ，与甲地地方时相同的为 。（3）图示日期过后，北京地区的昼将变 （长或短），北京地区的正午太阳高度将变 （大或小）。（4）此时太阳直射点的坐标是 。（5）此日正午太阳高度达最大值的地区是 。答案：（1）绘图略（逆时针方向）（2）A; B （3）短 ; 小（4）(0,2326N)（5）北回归线及其以北地区解析：（1）从北极上空看，公转呈逆时针方向，图中沿公转轨道画逆时针方向箭头即可。（2）同一纬线上昼长相同，与甲地昼长相同的为A。同一经线上地方时相同，与甲地地方时相同的为B。（3）图示北极圈出现极昼现象，应是夏至日，图示日期过后，太阳直射点向南移动，北京地区的
24、昼将变短，北京地区的正午太阳高度将变小。（4）据图可知，昼半球的平分线为0 经线，即为太阳直射点所在的经线；再根据晨昏线与极圈相切且北极圈及其以北地区出现极昼现象，判断出此日为夏至日，太阳直射北回归线，因此此时太阳直射点的坐标是(0,2326N) 。（5）夏至日时北回归线及其以北地区正午太阳高度达最大值。实践活动科学探知立竿测影求当地经纬度步骤一 实验操作、地理实践1.实验准备（1）人员：每组68人，共5组。（2）器具：竹竿、皮尺、细线、粉笔、手表、数学用表、实验记录表。（3）时间：9月2223日正午前后。 2.实验步骤（1）9月22日在操场用细线牵引粉笔画出五个同心圆，在圆心O位置竖立竹竿。
25、随着正午时分的临近，竿影不断东移并变短，当竿影顶端与圆弧重叠时，标记重叠点A；当竿影继续东移，竿影顶端再次与圆弧重叠时，标记重叠点B。（2）连接A、B，取中点C，连接OC，OC即为角平分线，且C点位于O点的正北方向。（3）9月23日，当正午时分，竿影与OC重合时，记录北京时间T，测出竿影长L和竿高H。（4）T即为操场地方时12点时的北京时间。利用该地地方时为12点与北京时间的差值，求出当地的经度。（5）算出tan=H/L ，查数学用表求出正午太阳高度 ，秋分日直射点纬度为0 ，利用正午太阳高度的计算公式，求出学校所在地的纬度。步骤二、名师点拨、理论依据1.求经度原理：通过实验得出学校操场竹竿影长最短时候（地方时12点）的北京时间，求出学校所在地地方时和北京时间（120E 的地方时）的时间差，从而求出学校所在地的经度。地方时的计算公式：所求地方时=已知地方时(4 分钟/1) 经度差。2.求纬度原理：利用秋分日太阳直射赤道的机会，通过实验量出竿影最短时候的长度，通过竿高/影长，利用数学用表，查出正午太阳高度，算出纬度差，进而求出学校所在地的纬度。正午太阳高度的计算公式：正午太阳高度=90- 太阳直射点与所求地点纬度差。