正午太阳高度的变化规律

《正午太阳高度的变化规律、计算及应用》教学设

计

[教学目标]

1.掌握正午太阳高度的纬度和季节变化规律。

2.能灵活运用规律分析问题 ,解决实际问题。

3.能达到在一定的时间内完成正午太阳高度的计算和逻辑推理过程 ,突破高考重难点。

[教学重点]正午太阳高度的纬度和季节变化规律及应

用。

[教学难点]正午太阳高度的季节变化规律及应

用。

[课时安排]一课时

[教学用具] 多媒体

[教学过

程]

一、正午太阳高度变化规律

1、随纬度变化规律:

节气日期太阳直射点正午太阳高度的纬度变化规律

春分日秋分日3月21日

9月23日

前后

赤道

由直射点纬线向南北两侧依次

等距离递减

夏至日6月22日

前后

北回

归线

冬至日12月22日前后南回归线

2、随季节变化规律

纬度带夏至日正午太阳高度冬至日正午太阳高度

北回归线以北的纬度带达最大值达最小值

南回归线以南的纬度带达最小值达最大值

赤道上

两至日正午太阳高度达到最小值，春秋分日达到最大值

南北回归线之间地区每年有两次太阳直射达到最大植。

赤道与北回归线之间，冬至日正午太阳高度达到最小值。赤道与南回归线之间，夏至日正午太阳高度达到最小值。

二、正午太阳高度的计算

公式计算：H=90°—/φ-δ /

即①取当地地理纬度与太阳直射点的纬度差；

②取其纬度差的余角。

例1：下图中四条曲线分别表示A、B、C、D四地，6月22日太阳高度的全天变化情况，据此判断下列各选项中，对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是

①A.23°26′N B.46°52′N C.66°34′N D.90°N

②A.90°N B.66°34′N C.23°26′N D.0°

③A.0° B.23°26′N C.90°N D.66°34′N

④A.23°26′N B.46°52′N C.90°N D.66°34′N

例2:设m(纬度0°、30°E)，n(23°26′Ｎ、30°E)两地正午太阳高度分别为Hm和Hn，判断下列四项中正确的是

AHm 和Hn 不可能在同一天达到最小值

B 每年有某时刻Hm ＝Hn

C 每年约有9个月Hm ＞Hn

D 任何时候都Hm ≥Hn

参考答案：例1：② 例2：BC

三、正午太阳高度的应用

1.确定地方时或经度。某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。

2.确定房屋的朝向。

为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

例3：右图为某地朝南窗户二分二至日正午阳光入射图。据图回答⑴

—⑵题。

⑴当阳光如②所示射入窗户时，若此时北京时间为10点，则该地的经度是：

A ．90o E

B ．105o E

C ．150o E

D ．160o E

⑵当阳光如③所示射入窗户时：

A ．我国恰好是一年中气温最高的月份

B ．北京正值昼长夜短

C ．北极圈出现极昼

D ．北半球纬度越高，白昼越短

参考答案：⑴C ⑵D

3.判断日影长短及方向

正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长。北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短。南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最

短。

4、根据正午太阳高度判断所在的地区的纬度。

例4：某学校操场上，O 处有一垂直于地面的旗杆，OP 表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化，6月22日缩短为零。M 处有一棵树，OM 垂直于OP 。读下图回答：

(1)_____月_______日OP 最长；三个月后，该地的昼夜长短状况是_______。

(2)M 处的树位于旗杆的______方向，其精确的纬度是______。 ① ② ③ 1 2 3

参考答案：（1）12月22日昼夜平分或昼夜等长

（2）正东23°26′N

5. 计算热水器的安装角度。

要最大限度地利用太阳能资源，应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度，使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，提高太阳热水器的效率。

例5：某校所在地（120°E、40°N）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高利用效率，根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅图中与热水器安置方式搭配不合理的是（）

参考答案：D

６．计算楼距。

为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般来说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。解题的关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。

例6：近年来，我国房地产业发展迅速，越来越

多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图，

并运用以下公式及相关知识回答⑴～⑵题。

①某地正午太阳高度的大小：

H＝90°φ—δ

式中H为正午太阳高度；

φ为当地纬度，取正值；

δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬

半年取负值。

②tg35°≈0.7 tg45°＝1 tg60°≈1.732

（1）房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3），某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是

A、1个月

B、3个月

C、6个月

D、9个月

（2）该住户据此认定自己享受中午阳光的权益受到损害，向房地产开发商提出了交涉。经协商，房地产开发商给予一定的资金补偿。为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为

A、20米

B、30米

C、40米

D、50米

参考答案：（1）C（2）B

[教学后记]