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高中地理知识讲解:昼夜更替的几个疑难知识点

来源:101教育网整理 2015-05-14 字体大小: 分享到:

在学习地球自转地理意义时,昼夜更替是必须掌握的。但是此部分知识比较抽象,难以理解,要完全掌握,笔者认为应该注重以下两个方面的知识点。

一、昼夜现象与昼夜更替之间的区别

昼夜现象是指由于太阳光线的照耀,地球面向太阳一面被照亮处于白昼状态,而另一部分由于自身的阻挡未被太阳光线照亮处于黑夜状态。因此,昼夜现象的形成与地球为不透明、不发光的球体及日地距离(太阳光线能够到达地面)有关,而与地球是否自转无关,也就是说假设地球不自转,也会存在昼夜现象。

地球上的昼夜更替是指地球上某地从昼到夜再到昼的地理现象,它的形成首先要求地球上存在昼夜现象,而周期的长短与地球的自转角速度是有关的。

其计算法则可以从晨昏圈入手,晨昏圈是太阳光线与地球表面相切的切点连接而成,晨昏圈上太阳高度为0度,把地球平分为昼半球和夜半球。在某天或很短时间里,我们可认为晨昏圈相对于太阳的空间位置是固定不变的(这是由于地球的公转周期较长,在较短时间内日、地的相对空间位置变化很小,那么太阳光线与地球表面的切点的空间位置变化很小)。由于地球不断自转,因此晨昏圈相对于地面向西移动,向西移动的角速度就等于地球的自转角速度。因此,我们理解昼夜更替周期就可以这样认为,地球上各地随着地球的自转,从位于晨线上(见到日出)到位于昏线上(见到日落)再回到晨线上(再次见到日出),这样的一段时间长短就为该地的昼夜更替周期长短。昼夜更替就可以看作是地面上各地相对于晨昏圈的运动,其周期大小T=360°/地球的自转角速度。现在,地球上各地(除南、北两极点)角速度均为15°/小时,因此昼夜更替周期为24小时,称为一个太阳日。如果地球只是公转而不自转,则地球上的昼夜更替周期为一年。

二、关于地球上运动物体的昼夜更替周期长短计算

在地球上运动的物体,它们的昼夜更替周期就有可能不是一个太阳日。对于此类问题的计算,笔者认为关键在于把抽象化为具体,这就要求能够建立一个具体的地理模型,然后加以分析,此模型的建立需要引进晨昏圈来进行。在某段较短的时间里,晨昏圈的空间位置(相对于太阳或者相对于地心)是不会发生明显变化的,因为晨昏圈是太阳光线与地球表面的切点构成。以下的分析我们就习惯以晨线为例,假设物体的运动刚刚从位于晨线的空间位置开始,来计算其昼夜更替周期。可以分成两种情况来进行讨论。

1.如果物体相对于地面向东运动

假设物体相对于地面向东运动的角速度为W1,而地面是相对于晨线向东运动且角速度为W2=15°/h。那么物体相对于晨线向东运动,其角速度W3=W1+W2,W3> 15°/h。其分析模型可建立如下。

高中地理知识讲解:昼夜更替的几个疑难知识点

因此,物体的昼夜更替周期T=360°/W3,T<24小时,周期短于一个太阳日。

2.如果物体相对于地面向西运动

假设物体相对于地面向西运动,其角速度为W1;而晨线相对于地面是向西运动,其角速度W2=15°/h,那么物体相对于晨线运动的角速度大小为W3=W1-W2。其分析模型可建立如下。

高中地理知识讲解:昼夜更替的几个疑难知识点

因此,物体的昼夜更替周期T=360°/W3,而W3=W1-15,周期T大小与太阳日比较,要分以下三种情况:

a. 若W1<15时

W3<15,则T>24,此情况的昼夜更替周期大于一个太阳日。

b. 若W1=15时

W3=0,则此情况物体无昼夜更替。

c. 若30>W1>15时

W3<15, 则T>24,此情况的昼夜更替周期大于一个太阳日。

d. 若W1=30时

W3=15,则T=24,此情况的昼夜更替周期等于一个太阳日。

e. 若W1>30时

W3>15,则T<24,此情况的昼夜更替周期小于一个太阳日。

三、典型题目分析

例题1:

某一轮船在太平洋上每日向西跨越经度12度,该船上的人们经历一个昼夜的时间大约是

A.26.8小时 B.23.2小时 C.24小时 D.24.8小时

分析过程:此船每日向西跨越经度12度,意思是一天时间里相对于原来的经度向西变化12度,那么船相对于地面(洋面)向西运动角速度W1=12°/24h=0.5°/h。因此,船相对于晨线的角速度W2=15-0.5=14.5,那船的昼夜更替周期T=360/14.5=24.83(小时)。

例题1的答案:D

例题2:2005年10月12日9时整,“神舟”6号在酒泉卫星发射中心成功发射,飞船飞行中的圆形轨道距地面343公里,轨道倾角为42.4度,绕地球飞行一周需要90分钟,飞船在太空中共经历了115小时32分钟飞行,那么航天员费俊龙、聂海胜在太空中飞行大约度过了多少个昼夜

A.5个 B.24个 C.80个 D.90个

分析过程:飞船绕地球飞行一周需要90分钟,可知飞船相对地面向东飞行的角速度W1=360°/1.5h=240°/h,那么飞船相对晨线是向东运动,其角速度W2=240+15=255°/h。因此,飞船的昼夜更替周期T=360/255=1.41小时。共飞行时间t=115小时32分钟即t=115.53小时,则经历的昼夜次数n=t/T=115.53/1.41=81.94。但是飞船开始飞行是位于晨线以东(北京时间9时发射),而我们的计算是假设飞船开始飞行是位于晨线上,因此见完整的昼夜更替次数为80次。

例题2的答案:C

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标签: 地理 (责任编辑: 101教育小编 )
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