2024-2025學(xué)年新教材高中地理第1章地球的運(yùn)動(dòng)第2節(jié)第1課時(shí)公轉(zhuǎn)特征和正午太陽(yáng)高度的變化教案湘教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE12-第1課時(shí)公轉(zhuǎn)特征和正午太陽(yáng)高度的變更課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義1.通過(guò)視察地理課件的演示，了解地球公轉(zhuǎn)的軌道形態(tài)、方向、周期和速度。通過(guò)繪制黃赤交角和太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)軌跡示意圖，駕馭太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律。(地理實(shí)踐力)2.通過(guò)視察模擬動(dòng)畫(huà)，比較太陽(yáng)高度和正午太陽(yáng)高度，理解正午太陽(yáng)高度的空間和時(shí)間分布規(guī)律。(綜合思維)3.運(yùn)用正午太陽(yáng)高度變更規(guī)律說(shuō)明相關(guān)生活實(shí)際問(wèn)題。(地理實(shí)踐力)一、地球公轉(zhuǎn)1．軌道地球繞太陽(yáng)運(yùn)行叫公轉(zhuǎn)，其路徑稱(chēng)為公轉(zhuǎn)軌道。2．特點(diǎn)(1)公轉(zhuǎn)軌道：近似正圓的橢圓，太陽(yáng)位于其中一個(gè)焦點(diǎn)上。(2)方向：自西向東，與地球自轉(zhuǎn)方向相同。(3)周期：約為365日6時(shí)9分10秒，即一個(gè)恒星年。(4)速度：位置公轉(zhuǎn)位置時(shí)間公轉(zhuǎn)速度A點(diǎn)近日點(diǎn)1月初較快B點(diǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)7月初較慢[圖表點(diǎn)撥]教材第11頁(yè)圖1—12，該圖展示出：(1)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行，方向一樣，地軸的空間指向不變。地球公轉(zhuǎn)軌道是一近似正圓的橢圓。(2)二分二至日的日期及地球的位置。二、黃赤交角及其影響1．定義：黃道面與赤道面之間的夾角。2．角度關(guān)系：(1)地軸總是與赤道面垂直，地軸與黃道面的夾角約為66.5°，與黃赤交角二者互余。(2)南北回來(lái)線的度數(shù)＝黃赤交角的度數(shù)；南北極圈度數(shù)＝90°－黃赤交角度數(shù)。3．影響：引起太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回來(lái)線之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并且有如下規(guī)律：太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回來(lái)線之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)一周須要的時(shí)間為365日5時(shí)48分46秒，叫作一個(gè)回來(lái)年。三、正午太陽(yáng)高度的變更1．太陽(yáng)高度角(1)概念：太陽(yáng)光線與地平面之間的夾角(即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋?，叫作太陽(yáng)高度角，簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)高度。(2)大小：在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度為90°；在晨昏線(圈)上，太陽(yáng)高度為0°。2．正午太陽(yáng)高度(1)概念：一天中太陽(yáng)高度的最大值出現(xiàn)在正午。(2)變更緣由：黃赤交角的存在，太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng)。(3)變更規(guī)律：①緯度分布同一時(shí)刻，正午太陽(yáng)高度由太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度向南北兩側(cè)遞減。春秋分日由赤道向南北兩側(cè)遞減夏至日由北回來(lái)線向南北兩側(cè)遞減冬至日由南回來(lái)線向南北兩側(cè)遞減②季節(jié)變更節(jié)氣最大值地區(qū)最小值地區(qū)夏至日北回來(lái)線及其以北地區(qū)南半球各緯度冬至日南回來(lái)線及其以南地區(qū)北半球各緯度二分日赤道極點(diǎn)(1)地球位于近日點(diǎn)時(shí)，北半球是夏季；地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，北半球是冬季。 ()(2)春分日和秋分日的黃赤交角為零。 ()(3)同一日期，地球上正午太陽(yáng)高度相等的地區(qū)都在同一緯線上。 ()(4)夏至日時(shí)，北回來(lái)線及其以北地區(qū)正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值，達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南回來(lái)線及其以南地區(qū)。 ()(5)下列我國(guó)節(jié)日期間，地球公轉(zhuǎn)速度最快的是 ()A．清明節(jié) B．元旦C．中秋節(jié) D．國(guó)慶節(jié)[提示](1)×每年1月初，地球處于近日點(diǎn)旁邊，為北半球的冬季；7月初，處于遠(yuǎn)日點(diǎn)旁邊，為北半球的夏季。(2)×地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地軸的空間指向保持不變，因此黃赤交角的大小不因季節(jié)而變更。(3)×同一日期，地球上總有兩條緯線上的正午太陽(yáng)高度相等，并以直射緯線為中心南北對(duì)稱(chēng)分布。(4)×夏至日時(shí)，正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南半球。(5)B[四個(gè)節(jié)日中，元旦時(shí)地球距近日點(diǎn)最近，公轉(zhuǎn)速度最快。]黃赤交角及其影響材料一黃赤交角示意圖和太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)示意圖黃赤交角示意圖太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)示意圖甲乙材料二英國(guó)古文明探討作家葛瑞姆·漢卡克在《上帝的指紋》中寫(xiě)道：“黃赤交角會(huì)發(fā)生周期性的變更，這個(gè)周期是41000年，交角變更在22.1°到24.5°之間，精確性和可預(yù)料性不亞于瑞士鐘表?！边@個(gè)周期變更早在1911年巴黎國(guó)際天文歷大會(huì)上就已經(jīng)公布了。問(wèn)題1(綜合思維)黃赤交角反映了地球哪兩種運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系？提示：自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題2(綜合思維)黃赤交角的大小是恒定不變的嗎？其目前是多大？提示：不是，黃赤交角會(huì)發(fā)生周期性的變更，這個(gè)周期是41000年，交角變更在22.1°到24.5°之間，目前約為23.5°。問(wèn)題3(綜合思維)太陽(yáng)直射的范圍與黃赤交角有何關(guān)系？若黃赤交角變?yōu)?4.5°，太陽(yáng)直射范圍將會(huì)如何變更？提示：太陽(yáng)直射的范圍相當(dāng)于黃赤交角的二倍，若黃赤交角變?yōu)?4.5°，太陽(yáng)直射范圍將變大。eq\a\vs4\al([歸納提升])1．黃赤交角的特點(diǎn)黃赤交角是地球的自轉(zhuǎn)軌道平面和公轉(zhuǎn)軌道平面的夾角，其本質(zhì)是一個(gè)面面角，其在靜止和繞日的運(yùn)動(dòng)中具有不同的特點(diǎn)，詳細(xì)如下：(1)靜態(tài)特征：一軸、兩面、三角度特點(diǎn)含義一軸地軸(自轉(zhuǎn)軸，與赤道面垂直)兩面黃道面地球公轉(zhuǎn)的軌道面赤道面地球自轉(zhuǎn)的平面，與地軸垂直三角度黃赤交角黃道面與赤道面的夾角約為23.5°地軸與黃道面夾角與黃赤交角互余，約為66.5°地軸與赤道面夾角90°(2)動(dòng)態(tài)特征：兩個(gè)變、三個(gè)基本不變：特點(diǎn)含義體現(xiàn)區(qū)域兩個(gè)變黃道面與赤道面的交線地球的公轉(zhuǎn)過(guò)程中地軸與太陽(yáng)光線的相對(duì)位置三個(gè)基本不變地軸的空間指向，地軸始終指向北極星旁邊黃赤交角的大小，基本保持23.5°地球的運(yùn)動(dòng)方向2.黃赤交角的影響(1)確定太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回來(lái)線之間的回來(lái)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律如下圖所示：(2)確定回來(lái)線和極圈的緯度：黃赤交角的度數(shù)＝南、北回來(lái)線的緯度。極圈的緯度＝90°－黃赤交角的度數(shù)。3．黃赤交角變更的影響當(dāng)黃赤交角變更時(shí)，回來(lái)線和極圈的度數(shù)就發(fā)生相應(yīng)變更，從而引起直射點(diǎn)移動(dòng)范圍和五帶范圍的變更。其變更規(guī)律如下表所示：黃赤交角擴(kuò)大縮小五帶范圍熱帶擴(kuò)大縮小溫帶縮小擴(kuò)大寒帶擴(kuò)大縮小地球公轉(zhuǎn)示意圖上四個(gè)節(jié)氣的推斷太陽(yáng)位于地球橢圓公轉(zhuǎn)軌道的中心，如上圖所示。此時(shí)則須要依據(jù)A、C兩位置的太陽(yáng)直射點(diǎn)進(jìn)行推斷，若圖中未畫(huà)出赤道，可先依據(jù)赤道與地軸始終垂直畫(huà)出赤道?？梢钥闯龅厍蛟贏位置時(shí)，太陽(yáng)直射赤道以南，北半球?yàn)槎?，?duì)應(yīng)節(jié)氣為冬至；C位置太陽(yáng)直射赤道以北，北半球?yàn)橄募?，?duì)應(yīng)節(jié)氣為夏至；然后再依據(jù)地球公轉(zhuǎn)方向和節(jié)氣演化次序推斷其他位置對(duì)應(yīng)的節(jié)氣。1．下圖是地球赤道與公轉(zhuǎn)軌道的示意圖。讀圖，回答(1)～(3)題。(1)圖中能表示黃赤交角的是()A．①B．②C．③D．④(2)當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)位于圖中P點(diǎn)時(shí)，北半球的節(jié)氣應(yīng)是()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至(3)確定南北回來(lái)線的度數(shù)是依據(jù)()A．日地距離 B．黃赤交角C．地球自轉(zhuǎn)周期 D．地球公轉(zhuǎn)速度(1)A(2)B(3)B[第(1)題，黃赤交角是地球自轉(zhuǎn)軌道面(赤道面)和公轉(zhuǎn)軌道面的夾角，從圖中看出①表示該夾角。第(2)題，從圖中看出，此時(shí)太陽(yáng)直射北回來(lái)線，應(yīng)為北半球夏至日。第(3)題，黃赤交角的度數(shù)和回來(lái)線的緯度數(shù)是相等的，與極圈的緯度數(shù)互余。]正午太陽(yáng)高度的變更材料一我國(guó)《物權(quán)法》規(guī)定：“建立建筑物，不得違反國(guó)家有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，阻礙相鄰建筑物的通風(fēng)、采光和日照?！辈牧隙聢D為濟(jì)南在二分二至日的正午太陽(yáng)高度示意圖。問(wèn)題1(綜合思維)材料一中影響建筑物采光和日照的主要因素是什么？提示：正午太陽(yáng)高度。問(wèn)題2(綜合思維)材料二中，①②③分別表示哪一日期的正午太陽(yáng)高度？其中，確定濟(jì)南樓間距大小的是哪一個(gè)？這一天，全球正午太陽(yáng)高度的變更規(guī)律是怎樣的？提示：①表示夏至日，②表示春、秋分日，③表示冬至日。其中，③確定濟(jì)南樓間距的大小。冬至日，全球正午太陽(yáng)高度自南回來(lái)線向南北兩側(cè)遞減。eq\a\vs4\al([歸納提升])1．正午太陽(yáng)高度的變更規(guī)律(1)緯度變更(2)季節(jié)變更2．正午太陽(yáng)高度的計(jì)算H＝90°－緯度差。式中H是指正午太陽(yáng)高度，緯度差指所求地點(diǎn)的緯度與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度的差值。緯度差的求法：若兩地同在北(南)半球，兩地緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩地分別屬于南北不同半球，兩地緯度差為兩地的緯度之和。3．正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用(1)確定地方時(shí)：當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中的最大值時(shí)，此時(shí)日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)確定房屋的朝向：在北回來(lái)線以北地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南；在南回來(lái)線以南地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。(3)推斷日影長(zhǎng)短及方向：太陽(yáng)高度越大，影子越短，太陽(yáng)高度越小，影子越長(zhǎng)。一天中日影的變更規(guī)律是：日出最長(zhǎng)eq\o(→,\s\up9(漸漸變短))正午最短eq\o(→,\s\up9(漸漸變長(zhǎng)))日落最長(zhǎng)，且日影方向與太陽(yáng)方位相反。(4)樓房間距問(wèn)題以北回來(lái)線以北地區(qū)建房為例，為保證一樓全年均有陽(yáng)光照到，兩樓之間的最短距離L與樓高h(yuǎn)的關(guān)系如上圖所示(H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度)，L應(yīng)大于h·cotH。(5)太陽(yáng)能熱水器的角度問(wèn)題太陽(yáng)能熱水器的集熱板要依據(jù)正午太陽(yáng)高度的變更來(lái)調(diào)整角度，集熱板與地面之間的夾角α應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽(yáng)高度的余角。如下圖所示，α＋H＝90°時(shí)效果最佳。太陽(yáng)能熱水器的安裝傾角＝兩點(diǎn)緯度差(即當(dāng)?shù)鼐暥群吞?yáng)直射點(diǎn)緯度的差值)。正午太陽(yáng)高度(H)的計(jì)算方法公式：H＝90°－兩點(diǎn)緯度差“兩點(diǎn)”指觀測(cè)點(diǎn)、太陽(yáng)直射點(diǎn)。若兩點(diǎn)同在北(南)半球，兩點(diǎn)緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩點(diǎn)分屬于南北不同半球，兩點(diǎn)緯度差為兩點(diǎn)的緯度之和。如下圖所示：當(dāng)太陽(yáng)直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，A點(diǎn)(30°N)正午太陽(yáng)高度是：HA＝90°－(A－B)＝90°－(30°－10°)＝70°當(dāng)太陽(yáng)直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽(yáng)高度是：HC＝90°－(B＋C)＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′將公式“H＝90°－兩點(diǎn)緯度差”移項(xiàng)后為90°－H＝兩點(diǎn)緯度差，即：直射點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn)的正午太陽(yáng)高度差，等于兩點(diǎn)的緯度差。2．讀某地正午太陽(yáng)高度年變更折線圖，依據(jù)該地正午太陽(yáng)高度年變更規(guī)律，推斷該地點(diǎn)可能位于()A．23.5°N～90°N B．23.5°S～90°SC．0°～23.5°N之間 D．0°～23.5°S之間D[該地12月22日前后有兩次正午太陽(yáng)高度達(dá)到90°，說(shuō)明有兩次太陽(yáng)直射。依據(jù)正午太陽(yáng)高度變更規(guī)律可以判定該地位于赤道至南回來(lái)線之間。]3．為了保證肯定時(shí)間的光照，須依據(jù)日照狀況合理配置樓房之間的間距。在下列城市中，理論上樓間距要求最遠(yuǎn)的城市是()A．石家莊B．哈爾濱C．邯鄲D．廣州B[緯度越高，正午太陽(yáng)高度越小，前樓的影子越長(zhǎng)，要求樓間距越大，故選哈爾濱。]地理實(shí)踐力：正午太陽(yáng)高度的變更與樓間距為了使樓房底層獲得足夠的太陽(yáng)光照，一般來(lái)說(shuō)，緯度較低的地區(qū)，樓間距較小，緯度較高的地區(qū)，樓間距較大。計(jì)算樓間距的關(guān)鍵是求出當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣?yáng)高度。北回來(lái)線以北地區(qū)建房時(shí)，為保證一樓全年均有陽(yáng)光照到，兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系應(yīng)滿意L≥h·cotH(h為樓高，H為冬至日當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度)。(如圖所示)某市(約21.5°N)的小明家打算在某樓盤(pán)買(mǎi)房，每棟樓是東西延長(zhǎng)，每家南北均有陽(yáng)臺(tái)；三棟樓的樓高均是48米，樓層高3米，樓間距如圖所示。據(jù)此，回答下題。小明家想買(mǎi)其次棟樓上的房子，但小明的爺爺不想買(mǎi)太高樓層，小明自己要求正午室內(nèi)不要出現(xiàn)曬不到太陽(yáng)的狀況，小明家最好買(mǎi)二棟的()A．2樓 B．7樓C．5樓 D．16樓B[由題目某市(約21.5°N)可知，該地正午太陽(yáng)高度最小值出現(xiàn)在冬至日，約為45°。依據(jù)南樓的樓高為48米，而一棟樓與二棟樓的樓間距為30米可知，冬至日二棟18米以下的樓層會(huì)被南樓遮擋，曬不到太陽(yáng)。再依據(jù)樓層高3米，可得出6樓以上光照條件好。又知小明的爺爺不想買(mǎi)太高樓層，7樓既不太高，也可以曬到太陽(yáng)，故小明家最好選擇7樓。][素養(yǎng)立意]隨著正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變更，物體影長(zhǎng)也在發(fā)生變更。本題通過(guò)樓房的采光，主要考查了正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用，體現(xiàn)了地理學(xué)科的地理實(shí)踐力。題組1地球公轉(zhuǎn)讀地球公轉(zhuǎn)的二分二至日?qǐng)D，回答1～2題。1．圖中字母C所代表的節(jié)氣名稱(chēng)是()A．春分B．秋分C．冬至D．夏至2．下列有關(guān)我國(guó)國(guó)慶節(jié)前后太陽(yáng)直射點(diǎn)和地球公轉(zhuǎn)速度的敘述，正確的是()A．地球公轉(zhuǎn)到A、B之間，且速度減慢B．地球公轉(zhuǎn)到B、C之間，太陽(yáng)直射點(diǎn)在北半球C．地球公轉(zhuǎn)到C、D之間，且速度漸漸加快D．地球公轉(zhuǎn)到D、A之間，太陽(yáng)直射點(diǎn)在南半球1．D2.D[第1題，依據(jù)太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置推斷，A、B、C、D依次為北半球冬至日、春分日、夏至日、秋分日。第2題，我國(guó)國(guó)慶節(jié)(10月1日)地球公轉(zhuǎn)到秋分到冬至之間，太陽(yáng)直射南半球，且速度在漸漸加快。]題組2黃赤交角及其影響下圖是黃赤交角和太陽(yáng)光照耀地球示意圖。讀圖，回答3～4題。3．關(guān)于黃赤交角的敘述，正確的是()①圖中角α是黃赤交角②圖中角β是黃赤交角③黃赤交角目前度數(shù)約為23.5°④黃赤交角目前度數(shù)約為66.5°A．①②B．②③C．①③ D．③④4．此時(shí)北半球正值()A．春分B．夏至C．秋分 D．冬至3．B4.B[第3題，黃赤交角指的是黃道面和赤道面的夾角，目前的度數(shù)約為23.5°。第4題，當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北回來(lái)線時(shí)，正值北半球夏至日。]題組3正午太陽(yáng)高度的變更(生活中的地理)上海市(約31°N)業(yè)主李某發(fā)覺(jué)所購(gòu)商品房居室里日照時(shí)間極短且達(dá)不到滿窗而向法院起訴退房，法院依據(jù)《上海市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》中“受遮擋的居住建筑的居室，________日滿窗日照的有效時(shí)間不少于連續(xù)1小時(shí)”的有關(guān)規(guī)定，責(zé)令房產(chǎn)公司退還其各類(lèi)費(fèi)用。據(jù)此，回答5～6題。5．材料“________日滿窗日照的有效時(shí)間不少于連續(xù)1小時(shí)”的指標(biāo)，你認(rèn)為以哪一日來(lái)確定較為合理()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至6．為了達(dá)到上述要求，房產(chǎn)公司在建樓時(shí)，應(yīng)使南北樓房有肯定距離。理論上，樓高相同的狀況下，北京的樓房間距比上海應(yīng)寬些，緣由是()A．北京比上海地形困難B．北京比上海正午太陽(yáng)高度小C．北京比上海年太陽(yáng)輻射總量少D．北京比上海天氣干燥5．D6.B[第5題，上海市位于約31°N旁邊，處在北回來(lái)線以北，全年陽(yáng)光不能直射；居住建筑的居室受陽(yáng)光遮擋的時(shí)間與太陽(yáng)高度有親密關(guān)系，太陽(yáng)高度越小，受遮擋的時(shí)間越長(zhǎng)；冬至?xí)r，北回來(lái)線以北的地方太陽(yáng)高度最小。第6題，北京的地理緯度比上海的高，太陽(yáng)高度終年比上海低，所以，房產(chǎn)公司在建樓時(shí)，應(yīng)使南北樓房有肯定距離，理論上，樓高相同的狀況下，北京樓房間距比上海應(yīng)寬些。]教材P11活動(dòng)1．北半球每年夏半年，地球在公轉(zhuǎn)軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)一方，公轉(zhuǎn)速度較慢，冬半年，地球在公轉(zhuǎn)軌道的近日點(diǎn)一方，公轉(zhuǎn)速度較快，因此北半球夏半年比冬半年多出7天。2．夏天的燥熱和冬天的寒冷