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第3节 地球的运动 第6课时 正午太阳高度的变化
学习目标：
1、能说出太阳高度和正午太阳高度的含义；
2、能计算某日任一纬度的正午太阳高度；
3、能归纳某日全球各纬度的正午太阳高度分布规律；
4、能结合太阳直射点的回归运动归纳出全球某纬度正午太阳高度的变化规律。
第一部分 自主预习
1、知识链接
(1)正午太阳高度的变化规律
①空间变化规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减，且以直射点所在纬度为中心等距离对称。
春、秋分日：太阳直射点在赤道上，正午太阳高度由赤道向两极递减，且南北半球纬度相等的点正午太阳高度相同。
夏至日：太阳直射点在北回归线上，正午太阳高度由北回归线向两侧递减，且以北回归线为中心，到北回归线距离相等的点正午太阳高度相同。
冬至日：太阳直射点在南回归线上，正午太阳高度由南回归线向两侧递减，且以南回归线为中心，到南回归线距离相等的点正午太阳高度相同。
②时间变化规律
北回归线及其以北各纬度正午太阳高度的变化：夏至日达到一年中的最大值，冬至日达到一年中的最小值。
南回归线及其以南各纬度正午太阳高度的变化：夏至日达到一年中的最小值，冬至日达到一年中的最大值。
南北回归线之间太阳一年直射两次，太阳直射时，正午太阳高度达到一年中的最大值，太阳直射到另一半球的回归线时，正午太阳高度达到一年中的最小值。
(2)正午太阳高度角的计算公式：H＝90°－|φ±δ|或简化为H＝90°－纬度差
说明：公式中H为正午太阳高度角，φ为当地地理纬度，永远取正值；δ为直射点的纬度，当直射点与该地位于赤道同侧时取“－”号，位于赤道两侧时取“＋”号。纬度差是指当地与直射点之间的纬度差。同在南半球或同在北半球，大纬度数减小纬度数；分别在南北半球则两纬度数相加。
例如：根据公式我们可以求出北京(39°54′N)冬至日和夏至日的正午太阳高度角。
冬至日：H＝90°－|39°54′＋23°26′|＝26°40′
夏至日：H＝90°－|39°54′－23°26′|＝73°32′
(3)延伸应用
①北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如图甲所示，(H为冬至日当地的正午太阳高度角)，L应大于h·cot H。

②太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如图乙所示，α＋H＝90°时效果最佳。
此外，太阳高度有关知识在研究性学习、大地测量等方面还有广泛的应用。
2、预习题
正午太阳高度空间分布规律：由太阳⑤______________向南北两侧递减。
正午太阳高度的季节变化
北半球夏至日：⑥______________及其以北各地正午太阳高度达一年中最大值；南半球各地正午太阳高度达一年中最小值。
北半球⑦______________：北半球各地正午太阳高度达一年中最小值，南回归线及其以南各地正午太阳高度达一年中最大值。

第二部分 课堂探究
探究题一：太阳高度和正午太阳高度的概念
（1）什么是太阳高度？

（2）什么是正午太阳高度？

（3）在图中画出A、B、C三地的太阳高度角示意图。

（4）此三地的太阳高度是不是正午太阳高度？

探究题二：正午太阳高度角的计算
读右图，已知太阳直射纬度为南纬B度，求北纬A度和南纬C度的太阳高度角。

探究题三：结合探究题二的结论，分别说明二分二至日时全球正午太阳高度的分布规律。
时期
太阳直射点位置
全球正午太阳高度分布规律
春秋分

夏至日

冬至日

探究题四：试描述本地全年的正午太阳高度的变化情况。
武汉市蔡甸区位于北纬30度附近， _____________时正午太阳高度达一年中最大，为_____________，之后开始减小，到_____________时正午太阳高度达一年中最小，为_____________。之后开始增大。春秋分时本地的正午太阳高度角为_____________。
试建立坐标系表示该变化（横坐标从春分日开始，以一年为周期）。

探究题五：下图为蔡甸某太阳能热水器集热板安装示意图，O点可以自动旋转以调整角度，使集热板吸热效果最好。求该夹角在一年中的变化范围。

第三部分 当堂检测
1．如下图所示，位于北纬36°34′的某疗养院，打算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。

（1）新楼至少要距原楼多少米？（可以用表达式表示）

（2）若黄赤交角变为23°34′，两楼之间的距离应将如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？

（3）为保证高楼的每一层一年四季都能晒到太阳，试判断我国南方和北方最小楼间距的大小差异。

第3节 地球的运动 第6课时 正午太阳高度的变化
参考答案
课前预习：⑤直射点；⑥北回归线；⑦冬至日

课堂探究：1、略。
2、H=90-纬度差
3、略。
4、夏至最大，冬至最小。
5、夏至最大，冬至最小。
选做题：
当堂检测：1、（1）34.7m。　（2）间隔应增大。 （3）南方楼间距较小，北方较大。