晝夜更替的幾個(gè)疑難知識(shí)點(diǎn)講解

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二學(xué)習(xí)指導(dǎo) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  地理是高中文科中是理科性很強(qiáng)的一門學(xué)科,高中自然地理中地球一部分知識(shí)由于比較抽象,很多同學(xué)難以理解。下面小編整理出高中自然地理中同學(xué)存在的一些疑難知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,方便大家掌握。下面是關(guān)于晝夜更替的幾個(gè)疑難知識(shí)點(diǎn)講解。

  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?fàn)顟B(tài)。因此,晝夜現(xiàn)象的形成與地球?yàn)椴煌该鳌⒉话l(fā)光的球體及日地距離(太陽光線能夠到達(dá)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(huì)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(zhǎng)短與地球的自轉(zhuǎn)角速度是有關(guān)的。

  其計(jì)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(diǎn)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(shí)間里,我們可認(rèn)為晨昏圈相對(duì)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(zhǎng),在較短時(shí)間內(nèi)日、地的相對(duì)空間位置變化很小,那么太陽光線與地球表面的切點(diǎn)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(duì)于地面向西移動(dòng),向西移動(dòng)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(rèn)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(shí)間長(zhǎng)短就為該地的晝夜更替周期長(zhǎng)短。晝夜更替就可以看作是地面上各地相對(duì)于晨昏圈的運(yùn)動(dòng),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(diǎn))角速度均為15°/小時(shí),因此晝夜更替周期為24小時(shí),稱為一個(gè)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(yùn)動(dòng)物體的晝夜更替周期長(zhǎng)短計(jì)算

  在地球上運(yùn)動(dòng)的物體,它們的晝夜更替周期就有可能不是一個(gè)太陽日。對(duì)于此類問題的計(jì)算,筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于把抽象化為具體,這就要求能夠建立一個(gè)具體的地理模型,然后加以分析,此模型的建立需要引進(jìn)晨昏圈來進(jìn)行。在某段較短的時(shí)間里,晨昏圈的空間位置(相對(duì)于太陽或者相對(duì)于地心)是不會(huì)發(fā)生明顯變化的,因?yàn)槌炕枞κ翘柟饩與地球表面的切點(diǎn)構(gòu)成。以下的分析我們就習(xí)慣以晨線為例,假設(shè)物體的運(yùn)動(dòng)剛剛從位于晨線的空間位置開始,來計(jì)算其晝夜更替周期?梢苑殖蓛煞N情況來進(jìn)行討論。

  1.如果物體相對(duì)于地面向東運(yùn)動(dòng)

  假設(shè)物體相對(duì)于地面向東運(yùn)動(dòng)的角速度為W1,而地面是相對(duì)于晨線向東運(yùn)動(dòng)且角速度為W2=15°/h。那么物體相對(duì)于晨線向東運(yùn)動(dòng),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(shí),周期短于一個(gè)太陽日。

  2.如果物體相對(duì)于地面向西運(yùn)動(dòng)

  假設(shè)物體相對(duì)于地面向西運(yùn)動(dòng),其角速度為W1;而晨線相對(duì)于地面是向西運(yùn)動(dòng),其角速度W2=15°/h,那么物體相對(duì)于晨線運(yùn)動(dòng)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(shí)

  W3<15,則T>24,此情況的晝夜更替周期大于一個(gè)太陽日。

  b. 若W1=15時(shí)

  W3=0,則此情況物體無晝夜更替。

  c. 若30>W1>15時(shí)

  W3<15, 則T>24,此情況的晝夜更替周期大于一個(gè)太陽日。

  d. 若W1=30時(shí)

  W3=15,則T=24,此情況的晝夜更替周期等于一個(gè)太陽日。

  e. 若W1>30時(shí)

  W3>15,則T<24,此情況的晝夜更替周期小于一個(gè)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(gè)晝夜的時(shí)間大約是

  A.26.8小時(shí)  B.23.2小時(shí)  C.24小時(shí) D.24.8小時(shí)

  分析過程:此船每日向西跨越經(jīng)度12度,意思是一天時(shí)間里相對(duì)于原來的經(jīng)度向西變化12度,那么船相對(duì)于地面(洋面)向西運(yùn)動(dòng)角速度W1=12°/24h=0.5°/h。因此,船相對(duì)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(shí))。

  例題1的答案:D

  例題2:2005年10月12日9時(shí)整,“神舟”6號(hào)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 高三,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(shí)32分鐘飛行,那么航天員費(fèi)俊龍、聶海勝在太空中飛行大約度過了多少個(gè)晝夜

  A.5個(gè)   B.24個(gè)   C.80個(gè)  D.90個(gè)

  分析過程:飛船繞地球飛行一周需要90分鐘,可知飛船相對(duì)地面向東飛行的角速度W1=360°/1.5h=240°/h,那么飛船相對(duì)晨線是向東運(yùn)動(dòng),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(shí)。共飛行時(shí)間t=115小時(shí)32分鐘即t=115.53小時(shí),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(shí)間9時(shí)發(fā)射),而我們的計(jì)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


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