2025 小学四年级科学上册昼夜长短变化规律课件

一、从生活现象出发：认识昼夜长短的“变”与“不变”演讲人CONTENTS从生活现象出发：认识昼夜长短的“变”与“不变”追根溯源：昼夜长短变化的科学原理规律总结：不同时间与地区的昼夜长短特征联系生活：昼夜长短变化的影响与意义总结与拓展：用科学眼光观察世界板书设计（关键词）目录2025小学四年级科学上册昼夜长短变化规律课件各位同学、老师们，今天我们要共同探索一个与日常生活紧密相关的科学现象——昼夜长短的变化规律。当你们在夏天清晨六点就被阳光唤醒，或是冬天早上七点还摸黑出门上学时，是否想过：为什么不同季节白天和黑夜的时长会不一样？这种变化有什么规律？今天，我们就像小侦探一样，用科学的眼光观察、用实验的方法验证，一起揭开昼夜长短变化的秘密。01从生活现象出发：认识昼夜长短的“变”与“不变”1生活中的观察：我们身边的昼夜差异同学们不妨先回忆一下自己的生活片段：暑假时，你们几点起床？是不是天早就亮了？我记得去年带学生观察日出，夏至前后的北京，早上4点50分左右太阳就升起来了，而晚上7点半之后天才完全黑，白天足足有14个多小时。寒假里呢？早上7点出门上学，是不是还能看到星星？去年冬至那天，北京的日出时间是7点33分，日落时间是16点53分，白天只有9个多小时。春秋季的情况又不同：比如春分和秋分时，早上6点左右日出，晚上6点左右日落，白天和黑夜几乎各占12小时。这些现象说明：昼夜长短会随着季节变化而改变，且不同季节的变化幅度不同。但大家有没有发现，无论哪个季节，一天的总时长（24小时）是不变的？这是因为地球自转的周期是固定的24小时，而昼夜长短的变化，本质上是白天和黑夜在24小时内的“此消彼长”。2概念澄清：什么是“昼夜长短”？为了更准确地研究，我们需要明确两个关键概念：昼长：从日出到日落的时间间隔（即白天的时长）。夜长：从日落到次日日出的时间间隔（即黑夜的时长）。例如，某一天日出时间是6:00，日落时间是18:00，那么昼长=18:00-6:00=12小时，夜长=24小时-12小时=12小时。若日出时间提前到5:00，日落时间推迟到19:00，昼长就变成14小时，夜长则缩短为10小时。通过记录不同日期的日出日落时间（如表1），我们可以直观看到昼夜长短的变化趋势。表1北京地区2024年部分日期日出日落时间表（数据来源：中国气象局）|日期|日出时间|日落时间|昼长|夜长|2概念澄清：什么是“昼夜长短”？|------------|----------|----------|--------|--------|（注：由于大气折射等因素，实际日出日落时间与理论计算略有差异，但整体趋势一致。）|12月22日（冬至）|7:33|16:53|9小时20分|14小时40分||6月21日（夏至）|4:46|19:46|15小时0分|9小时0分||3月21日（春分）|6:15|18:11|11小时56分|12小时4分||9月23日（秋分）|6:19|18:01|11小时42分|12小时18分|02追根溯源：昼夜长短变化的科学原理追根溯源：昼夜长短变化的科学原理要理解昼夜长短为什么会变化，我们需要回到地球的运动规律。同学们都知道，地球有两种基本运动：自转（绕地轴旋转，导致昼夜交替）和公转（绕太阳旋转，导致四季更替）。而昼夜长短的变化，正是由地球公转时的两个关键特征共同作用的结果。1关键特征一：地球公转轨道是近似正圆的椭圆地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上（如图1）。不过，这个椭圆的“扁度”很小（偏心率约0.0167），因此我们可以近似认为地球公转轨道是圆形的。这意味着，地球与太阳的距离在一年中变化不大（近日点约1.47亿公里，远日点约1.52亿公里），所以昼夜长短变化与地球离太阳的远近无关。2关键特征二：地轴倾斜且方向保持不变更重要的特征是：地球的自转轴（地轴）与公转轨道面（黄道面）之间有一个约66.5的夹角（即黄赤交角约23.5），且地轴的指向在公转过程中保持不变——始终指向北极星附近（如图2）。这个倾斜是导致昼夜长短变化的根本原因。打个比方：如果地球像一根垂直插在桌面上的铅笔（地轴与公转轨道面垂直），那么无论转到轨道的哪个位置，太阳直射点都会始终在赤道上，全球各地全年昼夜平分。但现实中，地轴是倾斜的，这使得太阳直射点在一年中会在南北回归线之间来回移动（即太阳直射点的回归运动），从而引起昼夜长短的变化。3模拟实验：用地球仪演示昼夜长短变化为了更直观地理解，我们可以用地球仪做一个模拟实验：在黑暗的教室中，用手电筒模拟太阳（保持不动），将地球仪的地轴倾斜约23.5（用一根小棍固定指向天花板某一点模拟北极星）。缓慢转动地球仪绕“太阳”公转（注意保持地轴方向不变），观察不同位置时“阳光”照亮的半球范围。当“太阳”直射北回归线（夏至）时，北半球被照亮的部分更多，昼长夜短；当“太阳”直射南回归线（冬至）时，南半球被照亮的部分更多，北半球昼短夜长；当“太阳”直射赤道（春分、秋分）时，全球被照亮的部分正好平分，昼夜等长。通过这个实验，我们可以清晰看到：太阳直射点的位置变化，是导致昼夜长短变化的直接原因。03规律总结：不同时间与地区的昼夜长短特征1时间维度：四季中的昼夜长短变化以北半球为例（南半球规律相反），昼夜长短随季节变化的规律可总结为：1时间维度：四季中的昼夜长短变化春分（3月20-21日）太阳直射赤道，全球各地昼夜平分（昼长≈12小时）。此后，太阳直射点北移，北半球昼渐长、夜渐短。1时间维度：四季中的昼夜长短变化夏至（6月21-22日）太阳直射北回归线（23.5N），北半球昼最长、夜最短。北极圈以北地区出现“极昼”（24小时白天），南极圈以南地区出现“极夜”（24小时黑夜）。1时间维度：四季中的昼夜长短变化秋分（9月22-23日）太阳直射赤道，全球再次昼夜平分。此后，太阳直射点南移，北半球昼渐短、夜渐长。1时间维度：四季中的昼夜长短变化冬至（12月21-22日）太阳直射南回归线（23.5S），北半球昼最短、夜最长。北极圈以北地区出现“极夜”，南极圈以南地区出现“极昼”。从春分→夏至→秋分→冬至→春分，昼夜长短完成一个周期的变化，这与地球公转周期（约365天）一致。2空间维度：不同纬度的昼夜长短差异除了时间变化，昼夜长短还与纬度密切相关。我们可以通过对比不同纬度地区的夏至日昼长（如表2），发现以下规律：表2北半球不同纬度夏至日昼长（理论值）|纬度|0（赤道）|23.5N（北回归线）|40N（北京）|60N（挪威）|66.5N（北极圈）||------------|------------|---------------------|--------------|--------------|------------------||昼长|12小时|13小时25分|15小时1分|18小时29分|24小时（极昼）|2空间维度：不同纬度的昼夜长短差异1赤道地区：全年昼夜平分（12小时），因为太阳直射点始终在赤道附近移动，赤道永远被晨昏线平分。2中纬度地区（如北京40N）：昼夜长短变化明显，夏至昼最长、冬至昼最短，春秋分接近12小时。3高纬度地区（如北极圈66.5N）：昼夜长短变化极端，夏至前后出现极昼，冬至前后出现极夜；纬度越高，极昼/极夜的天数越长（北极点极昼约186天，极夜约179天）。4这是因为纬度越高，地球表面与太阳直射点的相对位置变化越显著，被阳光照亮的范围变化也越大。3特殊现象：极昼与极夜的形成当太阳直射点位于北半球时（春分→秋分），北极圈以北地区全天处于阳光照射下（极昼），而南极圈以南地区全天处于黑暗中（极夜）；反之，太阳直射南半球时（秋分→春分），南极圈以南出现极昼，北极圈以北出现极夜。需要注意的是，极昼和极夜仅出现在极圈（66.5N/S）以内的地区。例如，我国最北的漠河（约53N）没有极昼极夜现象，但夏至日昼长可达17小时以上，比北京更长。04联系生活：昼夜长短变化的影响与意义联系生活：昼夜长短变化的影响与意义昼夜长短的变化不仅是一个科学现象，更深刻影响着自然界和人类生活。1对自然界的影响动植物的节律行为：许多植物会根据昼夜长短变化调整开花时间（如长日照植物在夏季开花，短日照植物在秋季开花）；动物则通过昼夜长短感知季节，进行迁徙、换毛或冬眠（如大雁秋季南飞，刺猬冬季冬眠）。气候与生态系统：昼长夜短的夏季，地面接收的太阳辐射更多，气温升高，促进植物光合作用和生长；冬季昼短夜长，太阳辐射少，气温降低，部分地区进入寒冷季节。2对人类生活的影响生产活动：农业生产中，农民会根据昼夜长短和季节变化安排种植（如春播、秋收）；极地科考队会选择极昼期进行考察（光照充足、气温相对较高）。日常生活：夏季昼长，人们活动时间延长（如傍晚的户外活动）；冬季昼短，部分地区会调整作息时间（如“冬令时”），学校可能推迟早上到校时间。同学们可以观察自己的生活：你们家的作息时间在暑假和寒假有什么不同？小区里的路灯在夏天和冬天几点开启？这些都是昼夜长短变化的“生活印记”。01020305总结与拓展：用科学眼光观察世界总结与拓展：用科学眼光观察世界通过今天的学习，我们明确了以下核心结论：昼夜长短变化的根本原因：地球公转时地轴倾斜且方向不变，导致太阳直射点在南北回归线之间移动。时间规律：北半球夏至昼最长、冬至昼最短，春分秋分之夜平分；南半球相反。空间规律：赤道全年昼夜平分，纬度越高，昼夜长短变化越显著，极圈以内出现极昼极夜。科学探索永不止步。课后，老师建议大家做两个小实践：记录日出日落时间：连续一个月记录当地的日出日落时间（可通过手机天气APP获取），绘制昼长变化曲线图，观察其变化趋势。模拟