飞机上的昼夜交替问题 问题突破

飞机上的昼夜交替问题

这一类地理测试题,常常令很多同学感到茫然无所适从。其实这类题目的解决关键是要弄清以下三个问题：

（1）地球的自转方向及角速度Φ

；

（2）以地面为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ

地

；

（3）以太阳为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ

阳

。

下略举数例予以说明。

例题1. (潍坊市四县(市)2004—2005学年度第一学期期中考试) 在30°N 纬线上，若飞机向东以15°/小时的速度飞行，那么飞机上的人将经历

A、昼夜长短相等

B、昼夜长度均增加了一倍

C、昼夜长度均减小了一半

D、太阳永不西落或东升

解析：以地面为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ

地=15°/小时；由于Φ

地

与Φ

0方向一致，因而以太阳为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ

阳

=Φ

地

与Φ

的

叠加=Φ

地+Φ

=15°/小时+15°/小时=30°/小时。以太阳为参照物看到的飞机绕

地飞行一周（即完成一个昼夜更替周期）所需的时间=360°÷30°/小时=12小时。在飞机上一个昼夜更替周期变成了地面上的1/2，由于飞机运动是匀速的，所以飞机的昼夜各变为地面上的1/2。答案为C。

例题2.一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是

A、昼长约12小时，夜长约12小时

B、昼长约9小时，夜长约15小时

C、昼长约18小时，夜长约18小时

D、昼长约18小时，夜长约6小时

解析：赤道上经度相差1°的弧长为111km，那么以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ

地

=（555÷111）°/小时=5°/小时；地球自转的角速度

Φ

0=15°/小时。但由于飞机的飞行方向与地球自转方相反，且Φ

地

﹤Φ

，因此

以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：飞机绕地向东飞行，角速度Φ

阳

=Φ

0-Φ

地

=（15-5）°/小时=10°/小时。在飞机上一个昼夜更替周期

=360°÷10°/小时=36小时。在赤道上昼夜等长，所以乘客感觉到的昼长=夜长=36÷2=18小时。答案为C。

例题3.(江苏省海安中学2005届高三年级调研考试)某飞机于2004年9月23日下午6时从北京机场起飞,自西向东环球一周,48小时后飞回北京机场。下列说法可信的是：

A、飞行员在飞行途中看到太阳一直在西边的地平线上

B、在经过120°E、120°W和0°经线时都能看到日出

C、在经过180°经线时看到了日落

D、该飞机在飞行过程中经历了三个昼夜

解析：以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ

地

=360°÷48小时=°/小时,飞行方向与地球自转方向一致。以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：

飞机绕地向东飞行，角速度Φ

阳=Φ

地

+Φ

=（+15）°/小时=°/小时。在飞机上

感觉到的昼夜更替周期=360°÷°/小时=16小时，该飞机在飞行过程中经历的昼夜个数=48小时÷16小时=3。答案为D。

巩固练习

1.（2004届重庆市高三联合诊断性考试(第二次)）假设一探险者驾驶轻型飞机，以555千米／小时的速度向东环球飞行一周。探险者在飞行过程中感觉到的昼夜长短情况是

A．昼长约9小时，夜长约9小时

B．昼长约12小时，夜长约12小时

C. 昼长约10小时，夜长约11小时

D．昼长约18小时，夜长约18小时

2.有一架飞机在当地时间7月1日5时从旭日东升的A机场起飞，沿纬线向东飞行，一路上阳光普照，降落到B机场正值日落。读下图完成(1)-(2)题。

(1)降落到B机场时，当地时间为：（）

A．7月2日11时 B．7月1日21时

C．7月1日19时 D．6月30日19时

(2)从A机场飞行到B机场经历的时间是：（）

A．6小时 B．10小时 C．14小时 D．22小时

3.假设一探险者驾驶轻型飞机，以555千米／小时的速度向东环球飞行一周。探险者在飞行过程中感觉到的昼夜长短情况是（）

A．昼长约9小时，夜长约9小时B．昼长约12小时，夜长约12小时

C. 昼长约10小时，夜长约11小时 D．昼长约18小时，夜长约18小时

答案: 1. A 2. (1) D (2) A

巧用角速度解决地理难题

-----谈飞机上的昼夜交替问题的创新解法

这一类地理测试题,常常考查到学生知识弱区或盲区,令很多同学感到茫然无所适从。下略举数例予以说明。

例题1. (湖南省长郡中学2007届高三年级调研考试) 一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是:

A、昼长约12小时，夜长约12小时

B、昼长约18小时，夜长约18小时

C、昼长约9小时，夜长约15小时

D、昼长约18小时，夜长约6小时

解析：赤道上经度相差1°的弧长为111km，那么以地面为参照物的该飞机

绕地飞行角速度V

飞机=（555÷111）°/小时=5°/小时；地球自转的角速度V

地球

=15°/小时。但由于飞机的飞行方向与地球自转方相反，且V

飞机﹤V

地球

，因此以

太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：飞机绕地向东飞行，角速度V

太阳

= V

地球- V

飞机

=（15-5）°/小时=10°/小时。在飞机上一个昼夜更替周期=360°÷10°/

小时=36小时。在赤道上昼夜等长，所以乘客感觉到的昼长=夜长=36÷2=18小时。答案为B。

小结：以飞机在赤道上空飞行为例，其飞行角速度为V

飞机

=5°/小时（555

千米/小时），以太阳为参照物看到的飞机绕地球飞行角速度为V

太阳 =V

飞机

+V

地

球或V

太阳

=V

飞机

-V

地球

（大的V减去小的V）

（1）飞机向东飞行，其绕地球飞行角速度为V

太阳

=V

飞机

+V

地球

即V

太阳

=5°/

小时+15°/小时=20°/小时，其昼夜更替周期为360°÷20°/小时=18小时，昼=夜= 9小时，与地面（赤道昼夜更替周期为360°÷15°/小时=24小时，昼=夜= 12小时）相比，昼夜均变短；

（2）飞机向西飞行，其绕地球飞行角速度为V

太阳=V

飞机

-V

地球

，因V

飞机

﹤V

地球，所以V

阳

= 15°/小时-5°/小时=10°/小时，其昼夜更替周期为

360°÷10°/小时=36小时，昼=夜=18小时，与地面（赤道昼夜更替周期为360°÷15°/小时=24小时，昼=夜= 12小时）相比，昼夜均变长。

其实这类题目的解决关键是要弄清以下三个问题：