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高中地理选择性必修1第一章
《地球的运动》
第二节
《地球运动的地理意义》
课标要求
结合实例，说明地球运动的地理意义。
教学目标：
1 .理解昼夜更替、地方时、水平物体运动方向发生偏转等地球自转导致的地理意义的原因和实际应用。
2 .理解正午太阳高度和昼夜长短变化规律和实际应用。
3 .理解四季更替和五带划分的依据及实际应用。
（一）昼夜更替
下图是我们在日常生活中的现象，为什么会出现这种现象呢？
1、昼夜现象成因：
白昼
黑夜
一、地球自转的地理意义
（1）地球本身不发光
（2）地球是不透明球体
（3）太阳从一侧照射地球，地球总是一半白昼，一半黑夜。
2、昼夜交替现象成因及意义：
夜半球
昼半球
地球是不透明球体
太阳照射
地球自转运动
地球本身不发光
昼夜更替
（周期：1个太阳日即24小时）
（1）晨昏线：
也叫晨昏圈，昼半球和夜半球的分界线
晨昏线也叫晨昏圈，是昼半球和夜半球的分界线。
晨昏线（圈）平面始终与太阳光线垂直 ；晨昏线永远平分赤道；纬线圈被分割成昼弧和夜弧，反映昼长和夜长。
在纬线圈上顺着地球自转的方向，由夜进入昼为晨线（正在日出），由昼进入夜为昏线（正在日落）。
①晨昏线判断方法：
②晨昏线意义：
从不同方向或侧面观测的晨昏线图
（3）昼夜交替的周期及意义：
昼夜交替的周期为24小时，使得地面上白天增温时不至于过分炎热，夜晚冷却时也不至于过分寒冷，从而保证了地球上有机体的生存和发展。
（2）晨昏线的运动
①年运动：
②日运动：
在极点和极圈间来回摆动
自东向西，15°/小时，与自转相反。
在晴朗的天气里，当我国领土最东端乌苏里江（135°E）上迎来日出时，最西端帕米尔高原（73°E）上还是满天星斗，这是为什么？
答案：根据晨昏线知识，靠东地点先经过晨线而日出，我国的最东端比最西端先见到太阳，大约早4个小时日出。
由于地球自转，偏东的地方总比偏西的地方先见日出，时刻较早。因经度不同而不同的时刻，就是地方时。
1.地方时成因：
2.地方时分布规律：
同一经线上的各地地方时相同，不同经线上每向东15度,地方时早1小时，每向东1度,地方时早4分钟。
（二）地方时
直射点所在经线地方时为12点，夜半球正中央地方时为0点（24点）。
①“经度差”计算： “同减异加”
两地都在东经度或西经度时，经度差等于两个度数直接相减；两地一个在东经度，另一个在西经度时，两地经度差等于两个度数直接相加。
②“时差”计算：
经度差15°，地方时差1小时；经度差1°，地方时差4分钟。
3、地方时计算
所求地的地方时=已知地的地方时±时差（4分钟×经度差）
步骤：一定时（已知），二定向（画图），三定差（经度差），四定值（加减）
越向东，时间越早，地方时用“＋”；向西用“－”。
③“加减”计算（东加西减）：
例如：当60 E的地方时是9点时，120 W是几点？
经度差为：180 ，时差12小时，所求地方时为：9-12=24+9-12=前一天21点。
计算结果 ≧24或< 0 怎么办？结果加上或减去一天，时间减去或加上24小时。
例题：我国最东端约在135 E，最西端在73 E，当最东端的地方时是8点时，最西端的地方时是多少？
计算过程：经度差=135 E－73 E=62°，地方时差62×4=248分钟=4小时8分钟，所求地点在西，所以8－4:08=3:52。
4、时区与区时计算
(1)时区划分：
①原因：地球上有多个地方时，使用起来很不方便。为了在全球范围内建立一个既相对统一，又能保持一定地方性的时间系统，国际采用统一标准划分时区，分区计时的方法。每个时区使用中央经线地方时作为区时。
②划分方法：
经度每15°划为一个时区，全球共分24个时区。相邻两个时区的区时相差1小时。
东12区与西12区均为半时区，统称东西12区。180度经线以西为东12区，以东为西12区。
中央经线刚好都是15的整数倍。即中央经线度数=时区数X15°。
已知经线度数求时区：经度/15°=整数+余数
①余数>7.5°则时区=整数+1 ②余数<7.5°则=整数
（2）标准时间：
①北京时间：
我国把首都北京所在的 东8区的区时作为全国统一使用的时间，叫作北京时间，即东八区中央经线(东经120°)的地方时。
②国际标准时间（世界时间，也叫格林尼治时间）：
是零时区（中时区）的区时， 0°经线（本初子午线）的地方时。
某地区时 = 已知地的区时±两地时区差
（3）区时的计算：
例如：东10区15点，求西3区几点？15点-（10+3）=2点。
③美国东部时间为西5区区时，西部时间为西8区区时。
加减方法和时区差求法与地方时相同。
5、飞行时间的计算
一架在北半球飞行的飞机，飞越165°E晨昏线上空时，当地地方时为8日19时。6小时后该飞机到达西六区的芝加哥，到达时芝加哥的区时是(　　)
A．8日14时 B．9日2时 C．9日20时 D．8日8时
解答： 165°E为东11区中央经线，飞机位于165°E晨昏线上空时，两地状态如图。
到达时芝加哥的区时是8日19时-（6+11）+6= 8日8时
6、日界线问题
自然日界线： 0时所在的经线；人为规定的日界线： 180°经线
一天从0点所在位置开始，当180°经线 为0点时，全球都是一个日期，当180°经线顺着自转方向离开0点位置时，新的一天开始，范围逐渐增大，旧日期范围减小，当180°经线再次回到0点位置时，旧日期结束，开始更新的一天。
（1）日界线概念：
日界线两侧日期差一天，过人为日界线时，东减西加；跨过自然日界线时，东加西减。
日界线两侧日期变化：
（2）日期范围计算
例如：当180°经线 时间为5日12点时，5日经度范围是什么？
方法一：此时0点经线为0 °经线 ， 0°经线到180°经线正好一半，5日范围占全球一半。
【方法一】
先求出0时所在经线，然后向东到180°为新的一天，余者为旧的一天。
【方法二】
计算出180°经线的地方时即为新的一天的时间范围。折合成经度范围即为所跨的经度范围。新的一天占全球比例：180°地方时/24（0点到180度经线时间差为新一天范围，除以24即比例）。
方法二： 180°经线地方时为12点，新一天跨12小时，经度范围为180°。
（三）物体水平运动的方向发生偏转
1．偏转原因
地球的自转使得除赤道外在地球表面上做水平运动的物体的运动方向发生偏转。
地球自西向东自转，由于物体运动的惯性，物体总是力图保持原来运动方向和速度，导致实际运动方向发生偏转，速度不变。
物体原水平运动方向
物体偏转的方向
2、偏转方向的判断方法：
掌心朝上，四指表示物体运动方向，拇指表示物体偏转方向。
左、右手定则：南半球左手北半球右手
3、地转偏向力
促使物体水平运动方向产生偏转的力，只改变物体运动方向，不改变物体运动速度。
（1）含义：
（2）纬度分布规律：
赤道不偏转，纬度越高偏向越明显。
（3）实际地理意义：
①使地表水流向偏转，冲刷河流一侧，沉积另一侧。
②使海水流向发生偏转，形成一定洋流系统。
③使大气运动方向发生偏转，形成气旋和反气旋。
④使行驶的列车对一侧铁轨摩擦厉害。
如果在长江口南、北两岸选一处地点建一个河港，你认为建在哪里比较合理？为什么？
建在南岸比较合理。因为长江为北半球的河流，河水自西向东流动，地转偏向力使长江下游的河水向右偏，侵蚀南岸，南岸河水较深，因此利于港口建设。
答案：
（四）影响地球形状
地球自转线速度从赤道向两极减小，产生的惯性离心力也从赤道向两极递减，使得地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前略扁的旋转椭球体的形状。
地球自转使得赤道部分略鼓，两极部分稍扁。
2022年6月，张先生在北京买了一套位于一楼的住房。经过半年的精心装修，2022年12月末全家入住后，发现阳光全被前排楼房挡住了。他感到很困惑，那天看房时，阳光充足，怎么才过了几个月，阳光就被挡住了呢？
问题引入：
（一）正午太阳高度角的变化
1．基本概念
（1）太阳高度角与正午太阳高度：
太阳高度角是太阳光线与地平面的夹角。一天中，太阳高度角的最大值出现在正午，叫做正午太阳高度。
二、地球自转与公转共同作用产生的地理意义
一天之中，正午（地方时12：00时）时刻太阳高度角最大，日出和日落时刻太阳高度角为0°。
（3）太阳直射：
正午太阳高度角不一定是90 °，只有在有太阳直射点经过的情况下，正午太阳高度角才是90 °。
太阳直射是指太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角为90°。
太阳直射与斜射地面获得太阳能量的区别：
（2）太阳高度日变化规律（自转结果）
2．正午太阳高度角的变化规律（以一年为周期）
(1)空间(纬度)变化规律。
分析方法：围绕太阳直射点变化分析，太阳直射点为90°，同纬度正午太阳高度相同,全球由直射点所在纬线向南北两侧递减 。纬度与直射点差几度，正午太阳高度就小几度。
①春分日和秋分日太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向两极递减。
南北半球相同纬度，正午太阳高度相同。
某地正午太阳高度= 90°-该地与直射点的纬度差。
②北半球夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
南北半球相同纬度，正午太阳高度不同，北半球大于南半球。
北回归线正午太阳高度为90°，南回归线为90°-（23 °26ˊ+ 23 °26ˊ）=43 °08ˊ。南极圈为0 °，正午无太阳照射，即极夜。
③北半球冬至日太阳直射南回归线，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
南北半球相同纬度，南半球大于北半球，南回归线为90°，北回归线为43 °08ˊ。北极圈为0 °，即出现极夜现象。
(2)季节(时间)变化规律。
分析方法：先定住地点或地区范围，根据直射点位置移动，即日期变化来分析。
我们分为五个地区来分析。
夏至日正午太阳高度达一年中最大值（距离直射点最近），冬至日达一年中最小值（距离直射点最远）。冬至到夏至持续增大，夏至到冬至持续减小。
①北回归线及以北地区（图中A地为例）
简单概括规律：一次最大值、一次最小值、数值持续增大或持续减小。
②赤道到北回归线之间地区（以图中B地为例）：
在春分日到夏至日之间、夏至日到秋分日之间出现两次直射，直射时正午太阳高度角达一年中最大值，冬至日达一年中最小值。
简单概括规律：两次最大值、一次最小值，数值变化从冬至到夏至先增大后减小，从夏至到冬至也是先增大后减小。
两次最大值出现时间可以根据该地纬度和直射点每天大致移动0.26度，即4天移动1度来推算。例如20°N 某地，距离北回归线大致差3.5°，合13天，直射日期距离6月22日差13天，包括6月22日-13天=6月9日和6月22日+13天=7月5日。
③赤道到南回归线之间地区：
在北半球秋分日到冬至日之间、冬至日到次年春分日之间出现两次直射，直射时正午太阳高度角达一年中最大值，北半球夏至日达一年中最小值。
④南回归线及以南地区：
北半球冬至日时正午太阳高度角达一年最大值，北半球夏至日时达一年中最小值。
简单概括规律：两次最大值、一次最小值，数值变化从冬至到夏至先增大后减小，从夏至到冬至也是先增大后减小。
简单概括规律：一次最大值、一次最小值、数值持续增大或持续减小。
⑤赤道地区：
一年有两次最大值(春分、秋分)，两次最小值(夏至、冬至)
(3)正午太阳高度的年变化幅度（等于直射点变化幅度）：
①赤道上：赤道上为23°26′
②南北回归线上： 46°52′
③赤道到南北回归线之间的热带地区：23°26′到46°52′之间（即位于赤道和回归线变化幅度之间，越靠近赤道越小。）
④南北极圈上：46°52′
⑤回归线到极圈之间的温带地区：均为46°52′
⑥南北极点上：23°26′
⑦极圈到极点之间的寒带地区：23°26′到46°52′之间。
(4)正午太阳高度的影响：
正午太阳高度角的差异和变化，造成地球表面不同地区太阳辐射强度不同和同一地区太阳辐射的季节变化。
3．正午太阳高度的应用
（1）确定地方时
某地太阳高度角达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
①低纬度热带地区：太阳高度大，年变化小，太阳辐射强度大，季节变化小，终年炎热。
②回归线到极圈之间的温带地区：太阳高度较大，年变化大，太阳辐射强度季节变化大，冬冷夏热，四季分明。
③极圈到极点之间的寒带地区：太阳高度小，年变化小，太阳辐射强度小，终年寒冷。
（3）判断日影长短及方向
正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
（4）太阳能热水器的安装
①太阳能热水器集热管或集热板与地面的倾角怎样计算？
太阳能热水器倾角和正午太阳高度角的关系为：α＝ 90°- H
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
（2）确定房屋门窗的朝向
②不同纬度地区的太阳能热水器倾角相同吗？有什么规律？
③相同纬度地区不同季节的太阳能热水器倾角相同吗？为什么？有什么规律？
答案：不同。因为不同纬度地区正午太阳高度不同，为保证集热板与太阳光线垂直，太阳能热水器倾角就会不同。规律是纬度越高，正午太阳高度越小，热水器倾角越大。
答案：不同。因为相同纬度不同季节，正午太阳高度不同，为保证集热板与太阳光线垂直，太阳能热水器倾角就会不同。规律是冬季比夏季正午太阳高度小，热水器倾角大。
④从纬度、海拔高度、天气等自然条件看，什么地方更适合使用太阳能热水器？
答案：中低纬度地区，海拔高的地区，降水少晴天多的地区等。
（5）正午太阳高度与房间采光的关系
一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小。夏季照射面积小，冬季照射面积大。高纬度比低纬度地区照射面积大。
（6）保证采光的最小楼间距和楼高
以北半球中高纬度为例：
只要保证冬至时，即正午太阳高度最小，影子最长时，北面楼房一楼不被南楼影子遮挡即可。
设南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：
L ＝ hcotH
课前问题回顾：
6月一楼有光照，12月没有光照，原因是；
我国《物权法》规定：住宅间距离必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时。
（1）“日照时间不少于1小时”的节气指的是二分二至日中哪个节气？（ ）
冬至
（2）按采光要求，下列四个城市同高楼房的间距最宽的是（ ）
A.广州（23°N） B.上海（30°N）
C.北京（40°N） D.哈尔滨（45°N）
D
楼间距小，夏季太阳高度大，楼房影子短，可以得到阳光，冬季影子长，遮挡了阳光。
思考：
日期 1月22日 2月22日 3月22日 4月22日 5月22日 6月22日
日出 07:31 06:59 06:16 05:27 04:54 04:46
日落 17:21 17:58 18:28 18:59 19:28 19:46
日期 7月22日 8月22日 9月22日 10月22日 11月22日 12月22日
日出 05:03 05:32 06:01 06:31 07:06 07:32
日落 19:37 19:02 18:12 17:25 16:53 16:52
昼长
昼长
9:50
10:59
12:12
13:32
14:34
15
14:34
13:30
12:11
10:54
9:47
9:20
增加
减小
1月22日至12月22日期间，白昼时长先变长，再变短。
夏至日白昼时长最长，冬至日最短，春秋分时约为12小时。
探究引入：计算并总结北京白昼时长变化规律，并思考原因。
（二）昼夜长短的变化
复习导入：
（1）昼夜现象成因是什么？
地球是一个不发光、不透明的球体。
（2）昼夜更替现象成因是什么？
由地球的自转运动产生。
（3）那么昼夜长短的变化现象与什么有关呢？
由地球公转与自转共同作用下产生。地球公转到不同位置时，即不同节气时，光照状况不同，昼夜长短不同。
春秋分时，三地均昼夜平分
夏至时，甲地出现极昼，乙地昼长夜短，丙地昼夜平分。
冬至时，甲地出现极夜，乙地昼短夜长，丙地昼夜平分。
赤道上全年昼夜平分。
1、昼夜长短分布——看“直射点位置”
太阳直射在哪个北半球（南/北）半球，哪个半球就昼长夜短，且纬度越高昼越长、夜越短，极点周围出现极昼现象。另一个半球反之。
2、昼夜长短变化——看“直射点移动方向”
太阳直射点向北移动，北半球就昼变长夜变短；太阳直射点向南移动，南半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。
①
②
③
④
3月21日前后
6月22日前后
9月23日前后
12月22日前后
昼渐长，夜渐短
昼渐短，夜渐长
北半球夏半年
昼大于夜
归纳北半球各地昼夜长短的变化规律：
北半球冬半年
昼渐长，夜渐短
昼渐短，夜渐长
太阳直射点北移
太阳直射点南移
太阳直射点北移
太阳直射点南移
昼小于夜
太阳直射点在北半球
太阳直射点在南半球
晨昏线的判读方法
晨昏线春秋分与经线重合，二至日与纬线圈相切。
3、几个做题相关规律
（1）数值相同规律：
①同一日期同一纬线上的点：昼夜长短相等、日出、日落时刻相等。(图中A和B地）
②位于南北半球相同纬度数的两地，一地的昼长等于另一地的夜长。 (图中A和C地）
(2)数值递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相反。
(3)数值对称规律：
各地昼夜长短和正午太阳高度相同。
①对称于二至日的两个日期（直射点纬度相同）：
②对称于赤道（春分或秋分）的两个日期（直射点位于南北半球相同纬度）
如：夏至与冬至；立秋（或立夏）与立冬（或立春）。
某地一天昼长等于另一天夜长。
两天日出时相对于正东方向对称，即偏离正东方向的角度相同，即一天日出东南，一天日出东北；日落相对于正西方向对称，一天日落西南，一天日落西北。
(4)变幅规律：
赤道处全年昼夜平分，纬度越高变幅越大。白昼变化从0—24小时。
(5)极昼、极夜规律：
某天极昼(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。
春秋分日后，从两极开始出现极昼和极夜，二至日范围最大，其余时间极昼范围：（90°－太阳直射点的纬度）—90° 。
(6)昼夜长短计算：
①根据昼(夜)弧所跨经度的长度计算
②根据日出、日落时间（地方时）计算
昼长＝上午时长(12－日出时间)×2＝下午时长(日落时间－12)×2
夜长＝上半夜时长(24－日落时间)×2＝下半夜时长（0点到日出时间）×2
（7）日出、日落太阳的方位
①北半球夏季（南半球冬季）即太阳直射北半球时：
除了极昼极夜地区外，全球各地均为东北日出，西北日落。
北半球晨昏线上纬度最高点，正好出现极昼，正北日出，正北日落，正午太阳位于正南方。已经处于极昼地区，太阳有升降，但不落到地平面以下。北极点不升落，只是在地面以上作圆周运动。太阳视运动方向与自转相反。从北极上空看为顺时针方向。
南半球晨昏线上纬度最高点正好出现极昼，正南日出，正南日落，正午在正北方，逆时针方向运动。非极昼区东南日出，西南日落。
③春秋分时，太阳直射赤道，全球均是正东日出，正西日落。
④时间变化规律：同一地点日出、日落方位的变化同直射点的移动一致。
②北半球冬季（南半球夏季）太阳直射南半球：
例如：天津市从冬至到夏至，日出方位从东南，到正东，最后到东北，总体趋向是向北。
4、昼夜长短及变化的影响
昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同，某地一年中得到太阳辐射存在季节变化。
北京的秋
北京的春
北京的冬
北京的夏
问题引入：
导致下面现象的直接原因和根本原因是什么？
这里反映的是北京的四季更替现象，直接原因是太阳辐射引起的气温变化，根本原因是太阳辐射为什么有季节变化？
（三）季节更替
昼夜长短的季节变化
季节更替
太阳直射点的回归运动
自转和公转导致
黄赤交角的存在
正午太阳高度角的季节变化
地球表面不同地区接受太阳辐射的季节变化
地球自转和公转导致黄赤交角的存在，太阳直射点在南北回归线之间周年运动，导致同一纬度地区昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，从而导致季节更替。
2．不同纬度地区季节变化的差异
1 ．四季更替的成因
(1)赤道附近的低纬度地区：
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化不大，全年正午太阳高度角都较大，全年炎热，季节更替现象不明显。
(2)极地附近的高纬度地区 ：
昼夜长短变化最大，南北极圈内有极昼和极夜现象，且全年正午太阳高度角都很小，季节变化幅度也小，全年寒冷，季节更替现象也不明显。
(3)中纬度温带地区
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化都很大，四季更替明显。
3．季节划分
夏季是一年内白昼最长、太阳高度角最大的季节；冬季是一年内白昼最短、太阳高度角最小的季节；春、秋是冬夏的过渡季节。
（1）欧美国家的季节划分：
以春分、夏至、秋分、冬至作为四季的起点。
（2）我国传统的季节划分：
以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的起点。
（3）气候统计的季节划分：
3.4.5为春季，6.7.8夏季，9.10.11为秋季，12.1.2为冬季。
（四）五带的划分
自转和公转导致黄赤交角的存在
太阳直射点的回归运动
昼夜长短的纬度变化
正午太阳高度角的纬度变化
地球表面不同地区接受太阳辐射的纬度变化
五带划分
1、五带成因
2、五带的划分
以南北回归线和南北极圈为界，划分为五个热量带。特点如下图
有太阳直射
无太阳直射
无太阳直射
有极昼极夜
有极昼极夜
无极昼极夜
（1）热带：
终年炎热长夏无冬
（2）寒带：
终年寒冷长冬无夏
（3）温带：
冬冷夏热四季分明
黄赤交角变化带来影响的分析方法
黄赤交角的大小变化带来的影响，主要从直射点移动范围的变化分析昼夜长短与正午太阳高度的变化，具体如下图所示：

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