地球公轉(zhuǎn)的意義—正午太陽(yáng)高度

1、你注意過(guò)一天中人的影子朝向和長(zhǎng)短變化嗎？它有何變化規(guī)律？一、太陽(yáng)高度的概念一、太陽(yáng)高度的概念地面太陽(yáng)光線太陽(yáng)高度角太陽(yáng)光線與地面所成的夾角。太陽(yáng)光線與地面所成的夾角。什么是地平面？什么是地平面？ 過(guò)地面某一點(diǎn)與地球表面的切面過(guò)地面某一點(diǎn)與地球表面的切面思考：思考：點(diǎn)點(diǎn)A A、B B與地心與地心 的連線與其切的連線與其切 面是一種什么面是一種什么 樣的幾何關(guān)系？樣的幾何關(guān)系？( (垂直垂直) )2.1同一緯度太陽(yáng)高度同一緯度太陽(yáng)高度日變化日變化規(guī)律：規(guī)律： 晝半球：大于晝半球：大于0；夜半球：小于夜半球：小于0；晨昏線：等于晨昏線：等于0。 正午太陽(yáng)高度：正午太陽(yáng)高度：一天中的最大值（各地一天中

2、的最大值（各地地地方時(shí)方時(shí)12時(shí)時(shí)的太陽(yáng)高度角）。的太陽(yáng)高度角）。二、太陽(yáng)高度的變化二、太陽(yáng)高度的變化 思考思考:正午太陽(yáng)高度是否一定等于正午太陽(yáng)高度是否一定等于90?二分日：二分日：由赤道由赤道向南北兩側(cè)遞減向南北兩側(cè)遞減。分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的緯度分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的緯度分布有什么規(guī)律？分布有什么規(guī)律？2.2正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律夏至日：夏至日：由北回歸由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。線向南北兩側(cè)遞減。分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的緯度分布有什么規(guī)律？緯度分布有什么規(guī)律？冬至日：

3、冬至日：由南回歸由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。線向南北兩側(cè)遞減。分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的緯分析下圖，太陽(yáng)直射哪個(gè)緯度？正午太陽(yáng)高度的緯度分布有什么規(guī)律？度分布有什么規(guī)律？夏至日：夏至日：北回歸線以北地區(qū)達(dá)北回歸線以北地區(qū)達(dá)到一年中的最大值，到一年中的最大值，南半球各地達(dá)到一年南半球各地達(dá)到一年中的最小值。中的最小值。冬至日：冬至日：南回歸線以南地區(qū)南回歸線以南地區(qū)達(dá)到一年中的最大達(dá)到一年中的最大值，北半球各地達(dá)值，北半球各地達(dá)到一年中的最小值。到一年中的最小值。正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式：正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式：正午太陽(yáng)高度角正午太陽(yáng)高度角9090緯度差緯度差 90900 0| |當(dāng)

4、地緯度當(dāng)?shù)鼐暥戎鄙潼c(diǎn)緯度直射點(diǎn)緯度| |求緯度差：同緯取求緯度差：同緯取“”，異緯取，異緯取“”兩地的正午太陽(yáng)高度差兩地的緯度差兩地的正午太陽(yáng)高度差兩地的緯度差 三、正午太陽(yáng)高度角的計(jì)算 試求北京二分二至日的正午太陽(yáng)高度。試求北京二分二至日的正午太陽(yáng)高度。 解答：解答：夏至日：直射點(diǎn)緯度為夏至日：直射點(diǎn)緯度為2323、5 5N N， H=90 H=90（40402323、5 5）7373、5 5 二分日：直射點(diǎn)緯度為二分日：直射點(diǎn)緯度為0 0， H= 90 H= 90（40400 0）5050 冬至日：直射點(diǎn)緯度為冬至日：直射點(diǎn)緯度為2323、5 5S S， H=90 H=90（4040+23

5、+23、5 5）2626、5 5當(dāng)堂訓(xùn)練請(qǐng)計(jì)算下列地點(diǎn)在下列日期請(qǐng)計(jì)算下列地點(diǎn)在下列日期的正午太陽(yáng)高度各是多少。的正午太陽(yáng)高度各是多少。 6月22日12月22日長(zhǎng)治市約36N77263034北京市約40N73262634 悉尼悉尼約約34S32347926新加坡新加坡約約1N67342042（1 1）把圖中各點(diǎn)此時(shí)的太陽(yáng)高度由大到小排列。）把圖中各點(diǎn)此時(shí)的太陽(yáng)高度由大到小排列。練習(xí)（3）其中太陽(yáng)高度在一天中不變的是哪點(diǎn)，為什么？）其中太陽(yáng)高度在一天中不變的是哪點(diǎn)，為什么？（2）其中太陽(yáng)高度為）其中太陽(yáng)高度為0的是哪個(gè)點(diǎn)，為什么？的是哪個(gè)點(diǎn)，為什么？答案：答案：C；極點(diǎn)是不動(dòng)的；極點(diǎn)是不動(dòng)的答案

6、：答案：B點(diǎn)，在晨昏線上點(diǎn)，在晨昏線上答案：答案：ACEBDv確定地方時(shí)：確定地方時(shí)： 當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)到一天中的最大值時(shí)，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)到一天中的最大值時(shí)，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)為為1212時(shí)時(shí)v確定房屋的朝向：確定房屋的朝向： 在北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南；在北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南； 在南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。在南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。v判斷日影長(zhǎng)短及方向判斷日影長(zhǎng)短及方向v太陽(yáng)能太陽(yáng)能v樓間距樓間距 四、正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用四、正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用 太陽(yáng)能熱水器問(wèn)題太陽(yáng)能熱水器問(wèn)題 某中學(xué)某中學(xué)(

7、36360 0N N，1131130 0E E)一學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行改造如圖所示，將一學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行改造如圖所示，將熱水器裝在一個(gè)大玻璃箱中，并將支架改造成活動(dòng)方式。據(jù)此回答：熱水器裝在一個(gè)大玻璃箱中，并將支架改造成活動(dòng)方式。據(jù)此回答：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，為使熱水器有最當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，為使熱水器有最好的效果，調(diào)節(jié)活動(dòng)支架，使熱水器吸好的效果，調(diào)節(jié)活動(dòng)支架，使熱水器吸熱面與地面的夾角為熱面與地面的夾角為 A A23.523.50 0 B B59.559.50 0 C C66.566.50 0 D D36360 0 解析：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南回歸線上，可解析：當(dāng)?shù)貥?/p>

8、房影子最長(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南回歸線上，可以求出該日正午太陽(yáng)高度以求出該日正午太陽(yáng)高度(H=90-(H=90-36+23.536+23.50 0= 30.5= 30.50 0) )，進(jìn)一步，進(jìn)一步計(jì)算出熱水器吸熱面與地面夾角是計(jì)算出熱水器吸熱面與地面夾角是59.559.50 0。太陽(yáng)能熱水器利用的實(shí)質(zhì)是熱水器傾角與正午太陽(yáng)高度角之和為太陽(yáng)能熱水器利用的實(shí)質(zhì)是熱水器傾角與正午太陽(yáng)高度角之和為9090樓間距問(wèn)題樓間距問(wèn)題 樓間距問(wèn)題實(shí)際是一個(gè)影長(zhǎng)的問(wèn)題。其基本原則是前一幢樓產(chǎn)生的影子不能擋住后一幢樓的采光（一般以太陽(yáng)光線能照射至后一幢樓的底層為標(biāo)準(zhǔn)）。圖中圖中H為正午太陽(yáng)高度，一般取當(dāng)?shù)氐淖顬檎?/p>

9、太陽(yáng)高度，一般取當(dāng)?shù)氐淖钚≈?。因?yàn)檎缣?yáng)高度最小值，意味著小值。因?yàn)檎缣?yáng)高度最小值，意味著前一幢樓的影子是一年中最長(zhǎng)的，而此時(shí)前一幢樓的影子是一年中最長(zhǎng)的，而此時(shí)的樓間距能保證，則一年四季都能確保。的樓間距能保證，則一年四季都能確保。故一般地北半球取冬至日的正午太陽(yáng)高故一般地北半球取冬至日的正午太陽(yáng)高度，南半球的取夏至日的正午太陽(yáng)高度。度，南半球的取夏至日的正午太陽(yáng)高度。計(jì)算公式：計(jì)算公式： tanH=h/LL=hcotH樓間距與正午太陽(yáng)高度大小呈反比；與前一幢樓的樓高呈正比。樓間距與正午太陽(yáng)高度大小呈反比；與前一幢樓的樓高呈正比。某療養(yǎng)院（北緯某療養(yǎng)院（北緯3634） ，計(jì)劃在一幢，計(jì)

10、劃在一幢20米高的樓房米高的樓房北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)的需要，要求高樓的每一北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)的需要，要求高樓的每一層一年四季都能曬到太陽(yáng)層一年四季都能曬到太陽(yáng),問(wèn)：新樓至少要距原樓多少米？問(wèn)：新樓至少要距原樓多少米？ 解析：當(dāng)太陽(yáng)直射南回歸線時(shí)，解析：當(dāng)太陽(yáng)直射南回歸線時(shí)，正午太陽(yáng)高度角達(dá)一年中最小值，正午太陽(yáng)高度角達(dá)一年中最小值，若此時(shí)該樓的一層能被太陽(yáng)照射若此時(shí)該樓的一層能被太陽(yáng)照射的話，則各樓層都能被陽(yáng)光照射。的話，則各樓層都能被陽(yáng)光照射。求出此時(shí)的正午太陽(yáng)高度角是求出此時(shí)的正午太陽(yáng)高度角是3030，兩樓間最小距離應(yīng)為，兩樓間最小距離應(yīng)為x=20 x=20cot 30cot

11、 30=34.7 m=34.7 m。答案答案: 34.7 m 正午太陽(yáng)正午太陽(yáng)高度角高度角樓房影子樓房影子正午太陽(yáng)高度的變化知識(shí)結(jié)構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.緯度分布緯度分布 （空間）（空間）3.3.季節(jié)變化季節(jié)變化4.4.計(jì)算計(jì)算5.5.應(yīng)用應(yīng)用太陽(yáng)高度及其日變化太陽(yáng)高度及其日變化正午太陽(yáng)高度正午太陽(yáng)高度春春/ /秋分秋分 由赤道向南北兩方遞減由赤道向南北兩方遞減夏至日夏至日 由由北回歸線北回歸線向南北兩方遞減向南北兩方遞減冬至日冬至日 由由南回歸線南回歸線向南北兩方遞減向南北兩方遞減北回歸線以北地區(qū)：夏至最大，冬至最小北回歸線以北地區(qū)：夏至最大，冬至最小南回歸線以北地區(qū)：冬至最大，夏

12、至最小南回歸線以北地區(qū)：冬至最大，夏至最小回歸線之間地區(qū)：兩次直射，回歸線上一次回歸線之間地區(qū)：兩次直射，回歸線上一次H=90H=90-|-|+ +| | ( (同半球減異半球加）同半球減異半球加） .樓距計(jì)算樓距計(jì)算 .熱水器角度調(diào)整熱水器角度調(diào)整.確定房屋的朝向和地方時(shí)確定房屋的朝向和地方時(shí) .判斷日影長(zhǎng)短及方向判斷日影長(zhǎng)短及方向 ( (時(shí)間）時(shí)間）例一：讀圖，回答問(wèn)題。例一：讀圖，回答問(wèn)題。1.1.在圖中所示的這一天，下列地點(diǎn)中正午太陽(yáng)高度在圖中所示的這一天，下列地點(diǎn)中正午太陽(yáng)高度 最大的是最大的是 ( )( ) A. A.北京北京 B.B.廣州廣州 C.C.甲地甲地 D.D.乙地乙地

13、例二：正午太陽(yáng)高度及計(jì)算例二：正午太陽(yáng)高度及計(jì)算 某地有一幢樓，冬至日正午影長(zhǎng)某地有一幢樓，冬至日正午影長(zhǎng)S S與樓房高度與樓房高度h h相同，相同，如圖，如圖，據(jù)此回答據(jù)此回答2 23 3題。題。2.該地冬至日正午太陽(yáng)高度是該地冬至日正午太陽(yáng)高度是 （ ） A.2326 B.6634 C.90 D.45D3.該地的緯度可能是該地的緯度可能是 （ ） 2326N 2134N 2526N 6826S A. B. C. D.D5.5.旗桿影端位于旗桿影端位于位置時(shí)的日期可能為位置時(shí)的日期可能為 （ ） A.3A.3月月2121日日 B.6B.6月月2222日日 C.9C.9月月2323日日 D.12D.12月月2222日日6.6.旗桿影端位置由旗桿影端位置由變?yōu)樽優(yōu)榈倪^(guò)程中的過(guò)程中 （ ） A.A.地球公轉(zhuǎn)線速度逐漸加快地球公轉(zhuǎn)線速度逐漸