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高二地理:晝夜更替的幾個疑難知識點講解

2018-10-08 11:37:51育路教育網(wǎng)

  一、晝夜現(xiàn)象與晝夜更替之間的區(qū)別

  晝夜現(xiàn)象是指由于太陽光線的照耀,地球面向太陽一面被照亮處于白晝狀態(tài),而另一部分由于自身的阻擋未被太陽光線照亮處于黑夜狀態(tài)。因此,晝夜現(xiàn)象的形成與地球為不透明、不發(fā)光的球體及日地距離(太陽光線能夠到達地面)有關(guān),而與地球是否自轉(zhuǎn)無關(guān),也就是說假設(shè)地球不自轉(zhuǎn),也會存在晝夜現(xiàn)象。

  地球上的晝夜更替是指地球上某地從晝到夜再到晝的地理現(xiàn)象,它的形成首先要求地球上存在晝夜現(xiàn)象,而周期的長短與地球的自轉(zhuǎn)角速度是有關(guān)的。

  其計算法則可以從晨昏圈入手,晨昏圈是太陽光線與地球表面相切的切點連接而成,晨昏圈上太陽高度為0度,把地球平分為晝半球和夜半球。在某天或很短時間里,我們可認為晨昏圈相對于太陽的空間位置是固定不變的(這是由于地球的公轉(zhuǎn)周期較長,在較短時間內(nèi)日、地的相對空間位置變化很小,那么太陽光線與地球表面的切點的空間位置變化很小)。由于地球不斷自轉(zhuǎn),因此晨昏圈相對于地面向西移動,向西移動的角速度就等于地球的自轉(zhuǎn)角速度。因此,我們理解晝夜更替周期就可以這樣認為,地球上各地隨著地球的自轉(zhuǎn),從位于晨線上(見到日出)到位于昏線上(見到日落)再回到晨線上(再次見到日出),這樣的一段時間長短就為該地的晝夜更替周期長短。晝夜更替就可以看作是地面上各地相對于晨昏圈的運動,其周期大小T=360°/地球的自轉(zhuǎn)角速度�,F(xiàn)在,地球上各地(除南、北兩極點)角速度均為15°/小時,因此晝夜更替周期為24小時,稱為一個太陽日。如果地球只是公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn),則地球上的晝夜更替周期為一年。

  二、關(guān)于地球上運動物體的晝夜更替周期長短計算

  在地球上運動的物體,它們的晝夜更替周期就有可能不是一個太陽日。對于此類問題的計算,筆者認為關(guān)鍵在于把抽象化為具體,這就要求能夠建立一個具體的地理模型,然后加以分析,此模型的建立需要引進晨昏圈來進行。在某段較短的時間里,晨昏圈的空間位置(相對于太陽或者相對于地心)是不會發(fā)生明顯變化的,因為晨昏圈是太陽光線與地球表面的切點構(gòu)成。以下的分析我們就習慣以晨線為例,假設(shè)物體的運動剛剛從位于晨線的空間位置開始,來計算其晝夜更替周期�?梢苑殖蓛煞N情況來進行討論。

  1.如果物體相對于地面向東運動

  假設(shè)物體相對于地面向東運動的角速度為W1,而地面是相對于晨線向東運動且角速度為W2=15°/h。那么物體相對于晨線向東運動,其角速度W3=W1+W2,W3> 15°/h。其分析模型可建立如下。

  因此,物體的晝夜更替周期T=360°/W3,T<24小時,周期短于一個太陽日。

  2.如果物體相對于地面向西運動

  假設(shè)物體相對于地面向西運動,其角速度為W1;而晨線相對于地面是向西運動,其角速度W2=15°/h,那么物體相對于晨線運動的角速度大小為W3=|W1-W2|。其分析模型可建立如下。

  因此,物體的晝夜更替周期T=360°/W3,而W3=|W1-15|,周期T大小與太陽日比較,要分以下三種情況:

  a. 若W1<15時

  W3<15,則T>24,此情況的晝夜更替周期大于一個太陽日。

  b. 若W1=15時

  W3=0,則此情況物體無晝夜更替。

  c. 若30>W1>15時

  W3<15, 則T>24,此情況的晝夜更替周期大于一個太陽日。

  d. 若W1=30時

  W3=15,則T=24,此情況的晝夜更替周期等于一個太陽日。

  e. 若W1>30時

  W3>15,則T<24,此情況的晝夜更替周期小于一個太陽日。

  三、典型題目分析

  例題1:

  某一輪船在太平洋上每日向西跨越經(jīng)度12度,該船上的人們經(jīng)歷一個晝夜的時間大約是

  A.26.8小時  B.23.2小時  C.24小時 D.24.8小時

  分析過程:此船每日向西跨越經(jīng)度12度,意思是一天時間里相對于原來的經(jīng)度向西變化12度,那么船相對于地面(洋面)向西運動角速度W1=12°/24h=0.5°/h。因此,船相對于晨線的角速度W2=15-0.5=14.5,那船的晝夜更替周期T=360/14.5=24.83(小時)。

  例題1的答案:D

  例題2:2005年10月12日9時整,“神舟”6號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,飛船飛行中的圓形軌道距地面343公里,軌道傾角為42.4度,繞地球飛行一周需要90分鐘,飛船在太空中共經(jīng)歷了115小時32分鐘飛行,那么航天員費俊龍、聶海勝在太空中飛行大約度過了多少個晝夜

  A.5個   B.24個   C.80個  D.90個

  分析過程:飛船繞地球飛行一周需要90分鐘,可知飛船相對地面向東飛行的角速度W1=360°/1.5h=240°/h,那么飛船相對晨線是向東運動,其角速度W2=240+15=255°/h。因此,飛船的晝夜更替周期T=360/255=1.41小時。共飛行時間t=115小時32分鐘即t=115.53小時,則經(jīng)歷的晝夜次數(shù)n=t/T=115.53/1.41=81.94。但是飛船開始飛行是位于晨線以東(北京時間9時發(fā)射),而我們的計算是假設(shè)飛船開始飛行是位于晨線上,因此見完整的晝夜更替次數(shù)為80次。

  例題2的答案:C

[標簽:高中地理復習方法]

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