昼夜长短和正午太阳高度变化教案Word文件下载.docx
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朝南的房间，冬天充满阳光，而夏天阳光却射不到室内。
这说明太阳的高度在变化：
冬天低，阳光斜射；
夏天高，阳光直射。
想想这些现象的道理，与天气冷暖变化联系起来，四季变化形成的原因？
2.提出问题引起学生的兴趣：
[1]为什么把昼夜长短的变化和正午太阳高度的变化放在一起讲，它们之间有什么内在联系？
[2]太阳高度是什么？
为什么只有正午太阳高度拿来讲？
3.讲述昼夜的概念
昼——面对太阳能照射到阳光的地方
夜——背对太阳不能照射到阳光的地方
4.昼长夜短反映日照时间的长短；
正午太阳高度反映太阳辐射的强弱。
5.昼夜长短变化的原因：
太阳直射点有规律地南北移动。
6.昼夜长短的规律：
归纳：
1.太阳直射点在哪个半球则哪个半球的昼长>
夜长；
2.太阳直射赤道时，昼长=夜长；
3.太阳直射点往北移则北半球昼长递增，夜长递减；
4.太阳直射点往南移则北半球昼长递减，夜长递增。
7.讲解为何太阳直射点移动会导致昼夜长短的变化。
（结合地球仪）地球的自转轴是相对固定地指向北极星，地球公转的时候姿态的变化导致太阳直射点有规律地南北移动。
如果地轴相应地运动就可能没有昼夜长短的变化。
地球本身的形状也是导致直射点南北移动的重要原因。
如果地球是个平面，情况就不是现在这样。
8.昼长的计算：
常识性问题：
昼长=日落时刻—日出时刻
夜长=24—昼长
公式：
昼长=12-（12-日出时刻）×
2
=（日落时刻-12）×
口算规律：
以6点日出，18点日落，昼长为12小时为基准。
每推迟T时间日出，就会提前T时间日落，昼长减小2T。
每提前T时间日出，就会推迟T时间日落，昼长增加2T。
日出时刻
日落时刻
昼长
3:
30
20:
17
4
20
16
5
19
14
6
18
12
7
10
8
9.赤道昼长：
读图发现，赤道昼长总是12个小时，即昼长=夜长。
事实上赤道也总是昼夜等长。
10.太阳高度，反映了太阳辐射的强弱，实际指太阳高度角。
问：
①是不是只有正午有太阳高度角，所以这里就讲正午太阳高度？
②早晨有没有太阳高度呢？
早上太阳出来之后，会不会形成影子？
事实上，大家都知道，早晨不但有影子，而且影子特别长，比正午的时候还长。
下面我们就从我们熟悉而且经典的影长计算说起。
是光线与地面的夹角A吗？
还是光线与旗杆的夹角B？
有的同学说A，有的同学说B，有的表情一片茫然。
到底是哪个角呢？
我们举个例子来证明一下。
当阳光直射地面的时候，旗杆的影子是不是就该消失？
（那是肯定的）换句话说，光线会与旗杆平行，也就是说光线与旗杆的夹角是180°
或者0°
，而阳光直射的基本前提就是光线垂直于地面。
很显然，太阳高度角是阳光与地面的夹角。
我们现在来理解一个概念，正午是什么？
是不是指12点？
我们前面学过“地方时”与“区时”的差别。
很显然，12点的说法不够准确。
应该是当地时间12点，也就是当地太阳高度角最大的时刻。
在古装剧中，我们可以看到古人就是用影长去计时，实际上就是在利用太阳高度的变化去计算时间，当一天中影长最短的时刻就是正午。
经过长期的观察和总结，古人可以很准确地计时。
可见，我们学习的地理知识是有规律的，非常严谨，非常有趣，跟生活密切相关的学问。
11.太阳高度角的变化规律
12.正午太阳高度角的计算：
例1：
太阳直射0°
，求23°
26′N的正午太阳高度角？
例2：
C点的纬度为30°
N，D点的纬度为60°
N，已知C点的正午太阳高度角H（C）=60°
，求D点的正午太阳高度角H（D）。
13.实验课程设计
（1）目的：
测量太阳高度角的变化，体会本次课程
（2）时间：
星期六8点——18点
（3）人员：
地理兴趣小组成员及其他自愿参与的同学
（4）方法：
用1米长的直杆，每隔10分钟测量一次影长并记录
（5）统计：
获取数据后由全班同学一起分析，画出图表，得出结论
（6）注意事项：
①同学们注意防晒，防止中暑，防止紫外线伤害眼睛
②重点测量北京时间11点至13点的影长，此段时间每间隔5分钟测量一次影长
③注意实验方法的改进，误差的缩小
（7）统计表格：
统计时刻
影长
统计员
（8）写出实验报告
14、作业
分析图：
正解：
H（A）=90°
-[20°
+（90°
-23°
26′）]
=90°
-86°
34′
=3°
26′
生活中经常会出现一些有意思的地理问题：
1、你观察过自己在太阳下的影子吗？
一天
之内它什么时候最长？
什么时候最短？
一
年呢？
2、放暑假和寒假时，白天和黑夜一样长吗？
3、我国南极科考队为什么一般选择在我
国的冬半年前往南极考察？
太阳直射点的移动，使地球表面接受到的太阳辐射能量，因时、因地而变化。
这种变化可以通过昼夜长短和正午太阳高度的变化来体现。
昼夜长短反映了日照时间的长短，
正午太阳高度反映了太阳辐射的强弱。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
四季更替和五带的划分
（一）昼夜长短的变化
1、昼夜长短的变化规律
夜长：
昼长:
昼弧所跨的经度数*4分钟
夜弧所跨的经度数*4分钟
昼弧长，则昼长；
夜弧长，则夜长。
晨昏线与太阳光线始终垂直。
晨昏线的位置随太阳直射点在南北回归线间移动而变化。
找
看
抓
探究问题1
读图回答：
北半球的夏至日，日期为6月22日前后
太阳直射23°
26′N
4、哪个纬度昼长最长？
哪个纬度昼长最短？
北极圈及其以北地区昼长最长（极昼现象）
南极圈及其以南地区昼最短（极夜现象）
5、昼长的纬度分布有什么规律
从北极圈向南到南极圈昼长越来越短，北极圈及其以北为极昼，南极圈及其以南为极夜
1、太阳直射哪个纬度？
2、此时是什么节气？
日期是多少？
6、太阳直射点与昼夜长短状况的关系
3、北半球的昼夜长短情况
南半球的昼夜长短情况
赤道昼夜长短情况
北半球昼长夜短，北半球昼长为一年中最长；
南半球昼短夜长
赤道昼夜等长
直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼长越长（另一半球反之）
探究问题2
太阳直射0°
北半球的春分日或秋分日，日期为3月21日或9月23日前后
北半球昼夜等长，南半球昼夜等长,赤道昼夜等长
太阳直射赤道，全球昼夜等长
赤道昼夜长短情况？
4、太阳直射点与
昼夜长短状况的关系
探究问题3
1太阳直射哪个纬度？
2此时是什么节气?
日期是多少
3北半球的昼夜长短情况
4哪个纬度昼长最长？
5昼长的纬度分布有什么规律
6太阳直射点与昼夜长短状况的关系
4.南极圈及其以南地区昼长最长（极昼现象）北极圈及其以北地区昼最短（极夜现象）
5.从南极圈向北到北极圈昼长越来越短，北极圈及其以北地区为极夜，南极圈及其以南地区为极昼。
6.直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼长越长（另一半球反之）
1.太阳直射23°
26′S
2.北半球的冬至日，日期为12月22日前后
3.北半球昼短夜长，北半球的昼长为一年中最小；
南半球昼长夜短,赤道昼夜等长
∠１
∠２
∠３
太阳光线
直射点的纬度与刚好出现极昼（极夜）的纬度互余
2×
23°
思考：
直射点的纬度与出现极昼（极夜）的纬度有什么关系？
春、秋分
夏至
冬至
直射点
位置
北半球
赤道
南半球
昼夜平分
昼长夜短，越
往北白昼越长
昼短夜长，越
往南白昼越短
往北白昼越短
往南白昼越长
节气
侧视图
俯视图
夏至
冬至
两分
关于昼夜长短的变化规律，在问题设计上，更多的是利用光照图切入，因此要熟悉和理解不同时间背景下的日照图。
不同节气的日照图
6时
12时
0时
18时
3.太阳直射点的移动与昼夜长短的变化
太阳直射点向南移动
北半球昼渐短夜渐长
北半球昼渐短夜渐长
北半球昼渐长夜渐短
太阳直射点向北移动
北半球昼渐长夜渐短
（直射北半球）
（北半球昼长夜短）
（直射南半球）
（北半球昼短夜长）
夏至日北半球昼长最长，夜长最短，南半球反之
冬至日南半球昼长最长，夜长最短，北半球反之
（1）昼夜长短状况与太阳直射点位置的关系：
直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼越长。
（2）昼夜长短的变化与太阳直射点移动的关系：
直射点移向__
__半球昼增长
直射点向北移，北半球昼增长。
直射点向南移，南半球昼增长。
（3）春、秋分全球昼夜平分，赤道永远昼夜平分。
1.昼夜长短的变化
昼夜长短的纬度分布：
赤道终年昼夜平分
随纬度的升高，昼夜长短的变化幅度增大
极圈上出现极昼、极夜
极圈到极点，极昼、极夜的天数，由一天增加到半年
昼夜长短的季节变化：
春秋二分昼夜平分，冬夏二至昼夜极端
太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短
太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球白昼增长
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各地的昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移动而发生变化：
当太阳直射点落在赤道（春秋二分）时，晨昏圈通过两极（与经圈重合），等分所有纬线。
因此，全球各地昼夜等长。
夏至日，太阳直射点移至北回归线，晨昏圈偏离两极，与南、北极圈相切。
这时，昼弧与夜弧的分割最为悬殊。
北半球（太阳直射的半球）各纬度昼最长而夜最短；
南半球相反。
北半球的昼长和南半球的夜长，皆随纬度增高而增大。
到北极圈内，纬线全线是昼弧，昼长达24小时，“夕阳”连着“朝辉”，终日太阳不落，称为极昼。
在南极圈内，纬线全线位于夜半球，24小时漫漫长夜，终日不见太阳，称为极夜。
赤道是唯一保持昼夜等长的地方。
从几何上说，赤道和晨昏圈都是地球的大圆；
两个大圆相交，必相互等分。
冬至日，太阳直射点移至南回归线。
这时，南北两半球的昼夜长短分布情形，与夏至日相反。
昼夜长短的简单计算
昼夜的长短，视晨昏圈分割纬线的情况而定。
一般情形下，纬线被晨昏圈分割成两部分：
位于昼半球的部分叫昼弧；
位于夜半球的部分叫夜弧。
昼弧和夜弧的弧长，决定该地的昼长和夜长：
弧长15°
，折合时间1小时。
2.正午太阳高度的变化
概念：
太阳光线与地平面的夹角（看太阳时视线的仰角）。
正午太阳高度：
正午即当地地方时12时，是一天中太阳
升得最高的时刻，故正午太阳高度是一天中最大的。
无论何时何地，太阳直射点的太阳高度总是最大的（90°
）
正午太阳高度的计算：
H=90－|φ±
δ|
（其中φ为地理纬度，δ为当时太阳直射点的纬度）
正午太阳高度的纬度分布：
从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减
春、秋分从赤道向两侧递减；
冬（夏）至从南（北）两侧递减。
距太阳直射点越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。
正午太阳高度的季节变化：
北回归线极其以北，南回归线及其以南每年有一个极大值
分别出现在夏至和冬至。
南北回归线之间每年有两个极大值（即两次直射）
南北半球每年各出现一个极小值，分别出现在夏至和冬至。
赤道上每年出现两个极小值——夏至和冬至
师从图中我们还可以得出以下规律：
（1）地球上总有2条纬线上的正午太阳高度相等，并且以直射纬线南北对称分布。
（2）某条纬线与直射纬线相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。
通过前面的学习我们已经知道，正午太阳高度总是由太阳直射点向南北递减，距直射点越远，正午太阳高度角就越小，而且某地区和直射点相差多少纬度，该地的正午太阳高度就和太阳直射点的太阳高度相差多少。
根据这一规律，我们就可以求算某地的正午太阳高度了。
由于正午太阳高度等于纬度差，我们就可以以这样的公式来求D点的正午太阳高度：
H＝90°
-纬度差，即H=90°
-︱φ-δ︱。
式中的H为正午太阳高度，φ为当地地理纬度，δ为太阳直射点的纬度（任何一天的δ可以在天文年历中查到），当地夏半年取正值，冬半年取负值。
投影：
分别求算出二分二至日时，北京（40°
N）的正午太阳高度
春、秋分日：
-︱40°
-0°
︱＝50°
夏至日：
26′︱＝73°
26′
冬至日：
+23°
26′︱=26°
夏至日，太阳直射北回归线越向北昼越长，北半球昼长达一年中最大值，南半球昼长达最小值
春秋分日，太阳直射赤道全球昼夜等长
冬至日，太阳直射南回归线越向南昼越长，南半球昼长达一年中最大值，北半球昼长达最小值
春分日和秋分日全球昼夜长短变化
师（在学生讨论归纳的基础上进行总结）①夏至日北半球各地昼长夜短，纬度越高白昼越长，北极圈及其以北地区有极昼现象，南半球情况相反；
夏至日北回归线正午太阳高度达一年中的最大值，正午太阳高度角自北回归线向南北两侧减小。
②冬至日，北半球各地昼短夜长，纬度越高白昼越短，北极圈及其以北地区有极夜现象，南半球情况相反；
冬至日，北半球各地正午太阳高度达一年中的最低值。
③春、秋分日，全球各地昼夜平分，正午太阳高度角赤道最大，并由此向南北两侧递减。
师：
由以上分析我们知道，全球除赤道外，同一纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度随季节变化而变化，特别在地球的中纬度地区最明显，这样就产生了四季。
在天文学上，夏季是一年中白昼最长、正午太阳高度较大的季节；
冬季是一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节；
春秋两季是冬夏两季的过渡季节，由于地球不停地公转，地球上春、夏、秋、冬也就不停地更替。
课堂小结
本节课我们通过课件演示，了解了黄赤交角的产生、地球公转过程中太阳直射点的回归移动、昼夜范围和正午太阳高度的变化以及五带和四季的更替等内容，建议同学们学习本节内容时，一定要增强空间想象能力，在头脑中初步构建起动态的变化的空间思维能力。
板书设计
三、地球公转的地理意义
活动与探究
探究课题：
分析热水器的倾角大小
探究内容：
无论是城镇还是农村，安装使用太阳能热水器的家庭越来越多。
如何获得最多的太阳光热，提高利用效率，热水器集热面的倾角大小是非常重要的因素。
结合正午太阳高度的变化，分析当地太阳能热水器的倾角是否合理。
探究过程、方法：
理论计算。
要使热水器得到充足的阳光，则集热面应与太阳光线垂直。
计算当地夏至日和冬至日正午太阳高度（α），得出当地热水器倾角（β）合理的度数范围。
α=90°
-︱φ-23°
26′︱（φ为当地地理纬度，可查阅乡土地理或询问老师）
β=90°
-α
-︱φ＋23°
26′︱
-α
提示：
实际生活中，冬天热水需用量大，水温低，夏季水温又太高，故应尽量照顾冬天的角度。
调查测量时，可分组到太阳能热水器专卖店或楼房顶部（注意安全）实测检验。
探究结果：
分析总结，将实测结果汇总对照，作出结论，还可提出改进的具体措施。
板书
板 书：
正午太阳高度的纬度变化规律
生填表
正午太阳高度随季节的变化规律
昼夜长短的变化
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