你注意过一天中人的影子朝向和长短变化吗?它有何变化规律?
正午太阳高度的变化规律及其应用
【高考热点】 正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活,成为高考考查的重点,试题多以图文结合、图表结合的方式出现,且与现实生活联系密切,注重读图能力、计算能力、空间思维能力的考察。
黄赤交角为23°26′度
假设黄赤交角为零度 D:\课件
夏至日:由北回归线向南北两侧递减。 北回归线以北地区达到一年中的最大值,南半球各地达到一年中的最小值。
冬至日:由南回归线向南北两侧递减。 南回归线以南地区达到一年中的最大值,北半球各地达到一年中的最小值。
二分日:由赤道向南北两侧递减。
一、正午太阳高度的变化规律 1.纬度分布(空间) 由直射点向南北两侧递减 夏至日 由北回归线向南北两方递减 春/秋分 由赤道向南北两方递减 夏至日 由北回归线向南北两方递减 春/秋分 由赤道向南北两方递减 冬至日 由南回归线向南北两方递减 2.季节变化(时间) 南回归线以北地区:冬至最大,夏至最小 北回归线以北地区:夏至最大,冬至最小 回归线之间地区:两次直射,回归线上一次
三、正午太阳高度的应用 1、确定地方时: 当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: 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。 3、判断日影长短及方向: 太阳直射点上,物体的日影为零。正午太阳高度越大,日影越短,正午太阳高度越小,日影越长, 且日影方向背向太阳。
二、正午太阳高度的应用 探究一:一地的楼间距与当地正午太阳高度有何关系?如何 计算一地的楼间距? 材料一:房地产开发商在某城市(北纬30度)建造了两幢商品住宅楼,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。于是将开发商告上了法庭,为避免这种纠纷,如果你是开发商,你怎样调整楼高或楼间距? 4、计算楼间距:一般来说,纬度较低的地区,楼间距较小;纬度较高的地区,楼间距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计算影长。以我国为例,见下图甲,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=h·cotH。
二、正午太阳高度的应用 澄江(24°40′N)太阳能热水器安装时,与地面的倾角 应为多少度比较好? 探究二:为使太阳能板有效采光集热,一地太阳能板与地 面的倾角和当地正午太阳高度有何关系?如何计算? 澄江(24°40′N)太阳能热水器安装时,与地面的倾角 应为多少度比较好? (5)计算热水器安装角度:应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度角的关 系为α+h=90°(如图乙)。
知识结构 正午太阳高度的变化 太阳高度及其日变化 1.概念 正午太阳高度 春/秋分 由赤道向南北两方递减 2.纬度分布 (空间) 夏至日 由北回归线向南北两方递减 冬至日 由南回归线向南北两方递减 北回归线以北地区:夏至最大,冬至最小 3.季节变化 南回归线以北地区:冬至最大,夏至最小 (时间) 回归线之间地区:两次直射,回归线上一次 4.计算 H=90°-|φ+δ| (同半球减异半球加) ①.确定房屋的朝向和地方时 ②.判断日影长短及方向 5.应用 ③.楼距计算 ④.热水器角度调整
例一:读图,回答问题。 1.在图中所示的这一天,下列地点中正午太阳高度 最大的是 ( ) A.北京 B.广州 C.甲地 D.乙地
例二:正午太阳高度及计算 某地有一幢楼,冬至日正午影长S与楼房高度h相同,如图,据此回答2~3题。 2.该地冬至日正午太阳高度是 ( ) A.23°26′ B.66°34′ C.90° D.45° D D 3.该地的纬度可能是 ( ) ①23°26′N ②21°34′N ③25°26′N ④68°26′S A.①② B.②③ C.③④ D.②④
例三:下图为“某校旗杆正午影端位置一年内变动示意图”。读图完成4~6题。 4.该校所处的纬度为 ( B ) A.66°34′N B.23°26′N C.23°26′S D.66°34′S 5.旗杆影端位于②位置时的日期可能为 ( ) A.3月21日 B.6月22日 C.9月23日 D.12月22日 6.旗杆影端位置由②变为③的过程中 ( ) A.地球公转线速度逐渐加快 B.太阳直射点向北移动 C.北半球各地正午太阳高度逐渐增大 D.南极圈内极昼范围不断扩大 D B