昼夜长短和正午太阳高度变化导学案例

1、昼夜长短和正午太阳高度变化（教案）一、教学目标1. 知识与能力目标1掌握昼夜长短的变化规律及其原理2掌握正午太阳高度的变化及其原理以及计算3思考问题、探究问题的能力4对一些问题具有动手设计实验的能力2. 过程与方法目标1通过对日常生活景象的分析了解昼夜长短和正午太阳高度的原理及规律2通过动手探究切身体验科学的严谨和地理知识与生活的密切联系3. 情感态度和价值观目标1求真求实、探索事物规律的精神2热爱科学，对地理学科有严谨的态度二、重点、难点分析1. 重点：1昼夜长短的变化规律；2昼长夜长的计算方法（常考）；3昼夜长短变化的原理；4正午太阳高度变化的规律；5正午太阳高度值的计算。2. 难点：1昼

2、夜长短变化和正午太阳高度的变化原理；2昼长、夜长和正午太阳高度角的计算；3探索实验的设计、实施及精确控制。三、课型：综合型四、教学方法：讲授法、探索法五、教具：地球仪、手电筒、同学自制工具六、参考资料：五年咼考真题汇编七、教学过程1. 回顾前面的课，根据与前文内容上的联系引出本次课的主题。【在我们前面的课程中学习了地球运动的规律及其特点、太阳直射点的移动、 昼夜交替和时差。 都是讲地球的运动及地球与太阳的关系所引起的一系列现象。接下来，我们将更深入地体会地球运动所带来的这些有趣的现象】导入当我们正对着炉火时，感觉特别烤人；斜对着时，就不那么热了。此外，注意观 察的同学，会发现这样一个现象：朝南

3、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. 讲述昼夜的概念昼一一面对太阳能照射到阳光的地方夜一一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：怎阳直肘点位賈北半球昼夜变化饥长我长0

4、T2即 26h Ntr传比i槪置23 26* N232$ 霁1 M A ffi童畀范山皿上夏 半23a 26* NT崛 U -I-&4 討 N知 Hl 小年0昼检二夜长023 26r SK N -侵民曷 3423 26r S冬23 26r S0年归纳：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

5、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 一日岀时刻夜长=24 昼长公式：昼长=12- （12-日出时刻）X 2=（日落时刻-12 ）X 2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3:3020:30174201651914618127171081689. 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

6、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：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？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。B左图的RN中,哪个角拱是太阳高度角？杆足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

7、 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16 / 16太阳直射点位赵00T23* 26 N23

8、26 N23 26 N00V23J 2& S23J 26J S太阳高度角(卄) 北H * 南北半球H南半珠H r曲 h eo N Hmmwo Hi. n北半球Hr南半珠1!北半球H1南半球IIS 90 3 Hro Hu. .12.正午太阳高度角的计算： 例1:太阳直射0,求2326 N的正午太阳高度角？A 汁町Rg冲r令B的纬度为(T t C的纬临为甕26f N. 求ZC的大小亠NO9CT -ZAZA?ZA-|B点的韩度值Y点的纬度績B:、I 0 -23* I =(5肝 34例2: C点的纬度为30 N ,正午太阳高度角H( d。D点的纬度为60 N,已知C点的正午太阳高度角 H(C=60,求

9、D点的A 由己知W - c、D相FW C、R棚差30Kllh B相蔓6(T际=9CT -60 =30W(r-jB13. 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：同学们注意防晒，防止中暑，防止紫外线伤害眼睛 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 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）写岀实验报告14、作

10、业如左图*太阳总射23“26f, A点的纬度为70fl 2求A点的太阳高 度角克分析图:70 NBQT70* 23*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

11、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 N4、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

12、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 读图回答： 太阳直射 0北半球的春分日或秋分日，日期为 北半球昼夜等长，南半球昼夜等长 太阳直射赤道，全球昼夜等长3月21日或 9月23日前后,赤道昼夜等长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南半球的昼夜长短情况 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 31

13、 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南半球的昼夜长短情况 赤道昼夜长短情况？4 哪个纬度昼长最长？哪个纬度昼长最短？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 S2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Z1Z2Z3太阳光

14、线直射点的纬度与刚好出现极昼（极夜）的纬度互余2X 23 26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 至冬至直射占八、位 置北半 球赤 道南半 球昼夜平分 昼夜平分 昼夜平分昼长夜短，越 往北白昼越长 昼夜平分 昼夜平分昼短夜长，越 往南白昼越短 昼短夜长，越 往北白昼越短 昼长夜短，越 往南白昼越长节气侧视图俯视图北半球南半球夏至冬至两分因此要熟悉和理解不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,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12时0时18时12时0时0时0时0时0时0时0时12时12时12时12时12时12时6时6

15、时6时6时6时6时18 时18 时18 时18 时18 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 太阳直射点向南移动 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 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） （直射北半球） （北半球昼长夜短） （直射南半球） （ 北半球昼短夜长） （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

16、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WordsFromNotePagePage No.9WordsFromSlide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

17、：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

18、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 W 3

19、 |（其中W为地理纬度，3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一一夏至和冬至师取（1）地球上总有2（2、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

20、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 -丨 - 3 | 式中的H为正午太阳高度，$为当地地理纬度，3为太阳直射点的纬度 （任何一天的3 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 NIFJiIITJ邙山屯爻春、秋分日： H= 90 - | 40 -0 |= 50；夏至日：H= 90 - | 40 -23 26| = 73 26.冬至日：H = 90 -

21、| 40 +23 26| =26 34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末阳百別赤道全球壮夜等长冬至日，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，北半球昼长达锻小值春分FI和秋分F全球昼複长娅变化师（在学生讨论归纳的基础上进行总结）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迖一年中怕授人优iI-T-aM高度伸门北回列线向網匕两恻减小。 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Fh北半球朴地匸午心阳高度达一年中怕笊低 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