中学地理综合实践活动

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1、综合实践活动——立杆测影求当地的经纬度一．活动目标本项活动旨在通过简易的天文测量，培养学生实验测量的动手能力，并进一步让学生懂得由于地球公转和黄赤交角的存在形成的太阳直射点的移动规律、正午太阳高度的季节变化规律及由于地球自转运动形成的地方时差异。二．活动准备1．在课堂上图解并解释由于地球公转运动和黄赤交角存在形成的太阳直射点的移动规律与正午太阳高度角的季节变化规律，以及由于地球自转运动形成的地方时差异。并讲清楚经纬度的推理与换算方法。2．将全班同学分成若干小组，各班推选负责人及进行分工，要求各组准备相应的直杆、直尺、计时表、油漆和毛笔、粉笔、《中学数

2、字用表》等。3．事先将测量方法、计算方法及图解资料印发给学生，使学生做到心中有数。三．活动方法与过程1． 挑选见到太阳的晴天中午，提前半小时至1小时入现场，分小组进行实地准备。2． 在水平地面上竖直立好直竿，以竿基为圆心，以适当距离为半径，面北画弧。3． 随着正午的来临，竿杆不断向东移动和缩短。在竿影顶端与弧接触处作一记号A；午后竿影继续东移并伸长，待竿影顶端又与弧接触再作一记号B。如图所示。4． 其AB弦中点与竿基的连线，即所求的子午线。用白色油漆将直线涂上色彩，以便作为永久性标志。 5． 再次选择3月21日、6月22日、9月23日、12月22日四

3、天中任意有太阳的晴天组织实地测量。而且要计时表校准北京时间、量准直尺的高度。6． 以12月22日为例，已知太阳直射点的纬度是南纬23º26’。当杆影与子午线重合时，量得杆影的长度，并根据已知的竿长，换算查《中学数学用表》求得当日的正午太阳高度H。当地的纬度=90º-23º26’-H。也可以任意一天测量，太阳直射点的纬度可以在天文年历上查到。譬如当测到的正午太阳高度角是40º时，则当地的纬度是26º34’。7．当杆影与子午线重合时，查看计时表的北京时间是多少时多少分多少秒。北京时间的中央经线是东经120度。若重合时间超过中午12点，则表明该地在东经12

4、0度以西。若重合时间未到中午12点，则表明该地在东经120度以东。每4分钟相差一度。譬如当发现杆影与子午线重合的北京时间是11点52分时，则表明当地的经度是东经118度。四．背景资料由于地球不停地自西向东自转着，一般来讲，东边的地点比西边的地点先看到日出，也就是说东边地点的时刻要比西边地点的时刻早。人们通常把当地正午太阳位置最高的时刻定为12点，并以此为标准确定每天的时刻。这样的结果是各地的12点是不相同的，这种因地而异的时刻称为地方时。地球每24小时自转一周360º，即每小时转过经度15º。因此，国际上规定每隔15º经度划为一个时区。全球分成24个

5、时区，以避免过多的地方时造成时间上混乱带来的不便。以通过伦敦格林尼治天文台的子午线为本初子午线为基准，从西经7.5º至东经7.5º，划为中时区或叫零时区，在中时区以东，依次划分为东一区至东十二区。在中时区以西，依次划分为西一区至西十二区。其中东十二区和西十二区各跨7.5，合为一个时区，其中央经线是180º。我国首都北京位于东八区，而东经120º便是东八区的中央经线，即北京时间是以东经120º的地方时为标准。相邻两个时区的区时，相差一小时。如东京为东九区，又位于北京的东面，比北京的区时数大，故当北京为早晨8点是时，东京为早晨9点。相反，莫斯科在东三区，

6、北京的西面，相差5个时区，当北京为早晨8点时，莫斯科还是深夜三点。如时区划分图所示。同一个区时内，各地的地方时又不相同。一个时区相差15º，则每相差1º则相差4分钟。如北京时间是以东经120º的中央经线的地方时为标准，而东经121º的地点则会提前4分钟正午太阳高度达到最大值；相反东经119º的地点则分延迟4分钟正午太阳高度达到最大值。 地球自转运动的同时，还斜着身子绕日作自西向东的公转运动。其自转的赤道平面与公转轨道平面有个23º26’的夹角叫黄赤交角。其绕日公转运动一周需365天5时48分46秒。就是通常所说的一个回归年。由于地球的公转位置不同，太

7、阳直射点的位置会不断地变化。6月22日夏至日时，太阳直射是在北纬23º26’，这时北回归线的太阳高度为90º，并从北回归线向南北逐渐降低。12月22日冬至日时，太阳直射点是在南纬23º26’，此时北回归线以北的地区太阳高度达到最小值。3月21日春分和9月23日秋分时，太阳直射点在赤道，以赤道为中心太阳高度向南北逐渐下降。因此，任何时候求经度地点的太阳高度并不难，只要知道太阳直射点的纬度，和当地的纬度，用90º减去两地相差的纬度值就可。当然，求纬度时同在南半球或北半球的两点用减法；分别在南北半球两点用加法。反过来，已知太阳直射点的纬度和某地的正午太阳高

8、度求某地的纬度也不难，如图所示为冬半年求纬度的方法。M点的纬度是等于’，太阳直射点的纬度为Q等于Q’。H为当