CHUYÊN ĐỀ ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG PHẦN BÀI TẬP BỨC XẠ NHIỆT Thực hiện: Nhóm Địa - Trường PTVC Việt Bắc Trái đất tham gia vào nhiều loại vận động trong vũ trụ nhưng có hai vận động chín
Trang 1CHUYÊN ĐỀ ĐỊA LÍ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG PHẦN BÀI TẬP BỨC XẠ NHIỆT
Thực hiện: Nhóm Địa - Trường PTVC Việt Bắc
Trái đất tham gia vào nhiều loại vận động trong vũ trụ nhưng có hai vận động chính ảnh hưởng trực tiếp đến các hiện tượng địa lí trên trái đất, đó là vận động
tự quay quanh trục của Trái Đất và quay quanh mặt trời
Giải được các bài toán về tính các ngày mặt trời lên thiên đỉnh, tính góc nhập xạ của các vĩ độ, cho thấy tác dụng to lớn trong việc khắc sâu kiến thức và những
kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh để giải thích các hệ quả tạo ra bởi các chuyển động này
Qua việc nắm vững cách tính nà còn giúp học sinh phân tích được mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng tự nhiên, nhận xét và giải thích được những nguyên nhân của các hệ quả, các sơ đồ, hình vẽ liên quan đến hai chuyển động của trái đất quanh Mặt Trời trong SGK và các tài liệu khác
II BÀI TẬP TÍNH GÓC NHẬP XẠ,
THỜI GIAN MẶT TRỜI MỌC VÀ LẶN
1 Các khái niệm và công thức
1.1 Tính góc nhập xạ lúc Mặt trời lên cao nhất trong ngày (lúc 12 giờ trưa)
a Khái niệm công thức
- Góc nhập xạ là góc tạo bởi tia sáng Mặt trời với bề mặt đất
* Trường hợp 1:
- Với bán cầu mùa hạ: ho = 900
- Với bán cầu mùa đông: ho = 900
* Trường hợp 2:
Trang 2- Với bán cầu mùa hạ: ho = 90
- Với bán cầu mùa đông: ho = 900
Trong đó: ho là góc nhập xạ, là vĩ độ địa lí của nơi cần tính, là góc lệch Mặt trời
Lưu ý:
- Từ 21/3 đến 23/9: Mặt trời chuyển động biểu kiến ở nội chí tuyến bán cầu Bắc, do đó tất cả các điểm ở bán cầu Bắc là mùa hạ, tất cả các điểm ở bán cầu Nam là mùa đông
- Từ 23/9 đến 21/3: Mặt trời chuyển động biểu kiến ở nội chí tuyến bán cầu Nam, do đó tất cả các điểm ở bán cầu Nam là mùa hạ, tất cả các điểm ở bán cầu Bắc là mùa đông
b Bài tập áp dụng
Bài 1:
Tính góc nhập xạ lúc Mặt Trời lên cao nhất vào ngày xuân phân, thu phân, đông chí và hạ chí tại Hà Nội (21002’B)
Bài 2:
Tính góc nhập xạ lúc 12 giờ trưa ngày đông chí và hạ chí tại 700B và 700N Cho nhận xét
Bài 3:
Ngày 22/6 tại điểm A có góc nhập xạ là 48030’ và điểm B có góc nhập xạ
là 250 Hãy xác định vĩ độ của hai điểm A và B
Bài 4:
Góc nhập xạ ngày 22/6 và ngày 22/12 tại vĩ độ 200B; 200N; 400B; 200N;
600B; 600N Vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi của góc nhập xạ theo vĩ độ và cho nhận xét
Bài 5:
Xác định vĩ độ của điểm A, biết ngày 22/6 góc nhập xạ tại điểm đó là
47030’
Trang 31.2 Tính góc nhập xạ vào thời điểm bất kỳ trong ngày
a Công thức
- Bán cầu mùa hạ:
Sin h0 = sin sin + cos cos cos
Trong đó: là vĩ độ địa lí của nơi cần tính, là góc lệch Mặt trời, là góc giờ
Góc giờ là thời gian (12h - t) đổi ra độ, trong đó t là thời điểm cần tính góc nhập xạ
Ví dụ: Tính góc nhập xạ lúc 11h vào ngày 3/8 tại vĩ độ 35020’B, cho biết độ lệch mặt trời là 12016’
Cách giải:
Xác định góc giờ : 12h- - 11h = 1 giờ, vậy = 150
Áp dụng công thức: sin h0 = sin + cos cos
Ta có sin h0 = sin35020’sin 12016’ + cos35020’cos12016’cos 150
Vậy h0 = 63014’18”
b Bài tập áp dụng
Bài 1:
Tính góc nhập xạ lúc 12h40m ngày 4/2 tại vĩ độ 350B cho biết góc lệch mặt trời là 16046’
Bài 2:
Góc nhập xạ lúc 10h20m ngày 8/3 tại vĩ độ 210N là bao nhiêu khi biết góc lệch mặt trời là 5043’?
Bài 3:
Góc nhập xạ lúc 9h ngày 25/8 tại vĩ độ 200B, cho biết góc lệch mặt trời là
10057’?
Bài 4:
Trang 4Hãy xác định vĩ độ của mỗi khu vực khi biết góc nhập xạ lúc mặt trời lên cao nhất vào ngày 3/7 là 76030’, biết góc lệch Mặt Trời là 2303’
Bài 5:
Hãy xác định vĩ độ của một điểm ở Nam bán cầu, biết góc nhập xạ khi Mặt Trời lên cao là 75050’ vào ngày 15/4, biết góc lệch Mặt Trời là 9033’
1.3 Tính thời điểm Mặt trời mọc và lặn, thời gian ngày và đêm
a Công thức
- Ở thời điểm Mặt Trời mọc và lặn
Góc nhập xạ h0 = 00 nên sin h0 = 0
Tại bán cầu mùa hạ: 0 = sin sin + cos cos cos
Suy ra cos = -tg tg
Góc giờ quy đổi ra thời gian là t
Ví dụ: cos = 0 = 900 t = 6 giờ
- Thời gian ban ngày = 2t = 12 giờ
- Thời điểm Mặt Trời mọc = 12 giờ - t = 6h
- Thời điểm Mặt Trời lặn = 12 giờ + t = 18h
Ví dụ: Tính thời điểm Mặt Trời mọc và lặn vào ngày 22/6 tại vĩ độ 350B Cách giải:
Áp dụng công thức: cos = -tg tg
cos = - tg350tg23027’
= 10704’55”
t = 7 giờ 10 phút 44 giây
- Thời điểm Mặt Trời mọc = 12 giờ - 7 giờ 10 phút 44 giây = 4h49m16s
- Thời điểm Mặt Trời lặn = 12 giờ + 7 giờ 10 phút 44 giây = 4h10m44s
b Bài tập áp dụng
Bài 1:
Trang 5Tính thời điểm Mặt trời mọc và lặn vào ngày 2/5 tại vĩ độ 350B và 650B, biết góc lệch Mặt Trời là 15010’ Cho nhận xét
Bài 2:
Hãy tính so le ngày đêm tại vĩ độ 450B vào ngày 22/6
Bài 3:
Tính thời gian ban ngày và thời gian ban đêm tại vĩ độ 250B vào ngày 22/6
và 22/12 Cho nhận xét
Bài 4:
Xác định thời điêm Mặt Trời mọc và lặn tại vĩ độ 150B, 300B ngày 22/6
Bài 5:
Tính thời gian ban ngày và thời gian ban đêm tại vĩ độ 400B và 400N vào ngày 4/5, biết góc lệch Mặt Trời là 15046’
1.4 Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh.
a Công thức
* Trường hợp ở bán cầu Bắc
N =
2
1 ] 45
93
* ' 33 66 cos
) 90
cos(
0
Trong đó: N là số ngày Mặt Trời di chuyên biểu kiến từ điểm A lên chí tuyến Bắc; Alà vĩ độ điểm A
- Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 1 = 22/6 – N
- Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 2 = 22/6 + N
* Trường hợp ở bán cầu Nam
N =
2
1 ] 45
90
* ' 33 66 cos
90 cos(
0
Trang 6Trong đó: N là số ngày Mặt Trời di chuyên biểu kiến từ điểm A về chí tuyến Nam; Alà vĩ độ điểm A
- Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 1 = 22/12 – N
- Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 2 = 22/12 + N
Ví dụ: Tính ngày Mặt trời lên thiên đỉnh tại vĩ độ 200B?
Cách giải:
Áp dụng công thức:
N =
2
1 ] 45
93
* ' 33 66 cos
) 90
cos(
0
=
2
1 ] 45
93
* ' 33 66 cos
) 20 90 cos(
0 0
ar
= 32 ngày
- Ngày mặt trời lên thiên đỉnh lần 1: từ 22/6 lùi lại 32 ngày sẽ là ngày 21/5
- Ngày mặt trời lên thiên đỉnh lần 2: từ 22/6 thêm 32 ngày sẽ là ngày 24/7
b Bài tập áp dụng
Bài 1:
Hãy cho biết ngày nào trong năm thì Mặt Trời lên thiên đỉnh tại vĩ độ
200B?
Bài 2:
Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh tại 100B và 220B Cho nhận xét
Bài 3:
Hãy cho biết ngày 30/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh ở vĩ độ nào?
Bài 4:
Tại vĩ tuyến 170N, Mặt Trời sẽ lên thiên đỉnh vào những ngày nào trong năm?
Trang 7Bài 5:
Cho hai điểm A và B có vĩ độ lần lượt là 150B và 210N Tính số ngày Mặt Trời di chuyển biểu kiến từ A đến B
2 Bài tập tính góc nhập xạ, thời gian Mặt Trời mọc và lặn.
Bài 1:
Tính góc nhập xạ lúc Mặt Trời lên cao nhất vào các ngày 21/3, 22/6, 23/9, 22/12 tại Hà Nội (21002’B) Cho nhận xét
Bài 2:
Tính góc nhập xạ lúc Mặt Trời lên cao nhất tại các vĩ độ 150, 300, 450, 600,
750 ở Bắc bán cầu và Nam bán cầu vào các ngày: 21/3, 22/6, 23/9, 22/12 Cho nhận xét
Bài 3:
Tính góc nhập xạ ở vĩ độ 350B vào ngày 1/8 lúc 10h giờ thực của Mặt Trời, biết độ lệch của Mặt Trời là 18013’
Bài 4:
Tính thời điểm Mặt Trời mọc, lặn tại các vĩ độ 200B; 400B; 600B vào ngày 17/1 biết độ lệch của Mặt Trời là 210
Bài 5:
Tính so le ngày đêm ở Leeningrat (Sant – Pêtecbua) vời = 600B vào các ngày 22/6, 22/12
Bài 6:
Tỉnh Tây Ninh nằm ở vĩ độ từ 10057’8”B đến 11046’30”B Tỉnh Gia Lai nằm ở vĩ độ 12058’20”B đến 14036’30”B
Trang 8a Hãy cho biết Mặt Trời lên thiên đỉnh vào những ngày nào ở tỉnh Tây Ninh, tỉnh Gia Lai theo các vĩ độ trên?
b Tại các vĩ độ đó vào ngày xuân phân và ngày hạ chí, góc nhập xạ lúc Mặt Trời lên cao nhất là bao nhiêu?
Bài 7:
Xác định ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh ở 2 khu vực:
- Hà Nội (21002’B)
- Thành phố Hồ Chí Minh (10040’B)
Bài 8:
Cho 3 địa điểm: Hà Nội vĩ độ 21002’B; Huế vĩ độ 16026’B; thành phố Hồ Chí Minh vĩ độ 10040’B;
Tính góc nhập xạ tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh khi mặt trời lên thiên đỉnh ở Huế
b Xác định phạm vi trên Trái Đất mà Mặt Trời không lặn, không mọc trong ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế
Bài 9:
Xác định vĩ độ của điểm A khi biết độ dài thời gian ban ngày tại A ngày 22/6 là 14 giờ
Bài 10:
Hãy tính thời gian Mặt Trời mọc, lặn tại vĩ độ 55030’B và 55030’N vào ngày 1/11, biết góc lệch Mặt Trời là – góc lệch Mặt Trời = 140 58’
Trang 9III ĐÁP ÁN
1 Các khái niệm và công thức
1.1 Tính góc nhập xạ lúc Mặt trời lên cao nhất trong ngày (lúc 12 giờ trưa) Bài 1:
Ngày 22/6: 87035’
Ngày 22/12: 45031’
Ngày 21/3 và 23/9: 68058’
Bài 2:
- Tại 700B
+ Ngày 22/6: 43027’
+ Ngày 22/12: -3027’ (Mặt Trời ở dưới chân trời)
- Tại 700N
+ Ngày 22/6: -3027’ (Mặt Trời ở dưới chân trời)
+ Ngày 22/12: 43027’
Bài 3:
Vĩ độ điểm A: 64057’B
Vĩ độ điểm B: 88027’B
Bài 4:
200B: 86033’
400B: 73027’
600B: 53027’
200N: 46033’
400N: 26033’
600N: 06033’
200B: 46033’
400B: 26033’
600B: 6033’
200N: 86033’
400N: 73027’
600N: 53027’
Trang 10Bài 5:
Vĩ độ điểm A: 65057’B
1.2 Tính góc nhập xạ vào thời điểm bất kỳ trong ngày.
Bài 1:
Góc nhập xạ: 37022’
Bài 2:
Góc nhập xạ: 61021’
Bài 3:
Góc nhập xạ: 45050’
Bài 4:
Vĩ độ: 36033’B
Bài 5:
Vĩ độ: 4037’N
1.3 Tính thời điểm Mặt Trời mọc và lặn, thời gian ngày và đêm Bài 1:
Tại 350B: Mặt Trời mọc : 5h16m14s; lặn 18h43m46s
Tại 650B: Mặt Trời mọc : 3h37m50s; lặn 20h22m10s
Bài 2:
So le ngày đêm: 6 giờ 51 phút 20 giây
Bài 3:
Ngày 22/6: Thời gian ban ngày: 13 giờ 33 phút 22 giây Thời gian ban đêm: 10 giờ 26 phút 38 giây
Trang 11Ngày 22/12: Thời gian ban ngày: 10 giờ 26 phút 38 giây Thời gian ban đêm: 13 giờ 33 phút 22 giây
Bài 4:
Tại 150B: Mặt Trời mọc 5h33m18s; lặn 18h26m42s
Tại 300B: Mặt Trời mọc 5h1m59s; lặn 18h58m1s
Bài 5:
Tại 400B: Thời gian ban ngày là 13 giờ 49 phút 38 giây Thời gian ban đêm là 10 giờ 10 phút 22 giây
Tại 400N: Thời gian ban ngày là 10 giờ 10 phút 22 giây Thời gian ban đêm là 13 giờ 49 phút 38 giây
1.4 Tính ngày mặt trời lên thiên đỉnh.
Bài 1:
Mặt trời lên thiên đỉnh lần 1: 21/5; lần 2: 24/7
Bài 2:
TT Vĩ độ Ngày mặt trời lên thiên đỉnh
Bài 3:
Ngày 30/5, Mặt Trời lên thiên đỉnh tại vĩ độ 2104’18”
Bài 4:
Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 1: 9/11
Lần 2: 3/02
Bài 5:
Trang 12Tại A, vĩ độ 150B
Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 1: 1/5
Lần 2: 13/8
Tại B, vĩ độ 210N
Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần 1: 26/11
Lần 2: 17/1
Thời gian Mặt trời di chuyển biểu kiến từ A tới B, tức là từ ngày lên thiên đỉnh lần 2 tại A (13/8) đến ngày lên thiên đỉnh lần 1 tại B (26/11) là 105 ngày
Trang 132 Bài tập vận dụng
Bài 1:
Ngày 22/6: 87035’
Ngày 22/12: 45031’
Ngày 21/3 và 23/9: 68058’
Bài 2:
Tại bán cầu Bắc
Vĩ độ
Ngày
22/6 81033’ 83027’ 68027’ 53027’ 38027’
-Các vĩ độ bán cầu Nam kết quả ngược lại
Bài 3:
Góc nhập xạ: 58033’24”
Bài 4:
TT Vĩ độ Ngày mặt trời mọc, lặn
1 200B 6h32m08s 17h27m52s
2 400B 7h15m10s 16h44m50s
3 600B 8h46m41s 15h13m19s
Bài 5:
So le ngày đêm ngày 22/6: 12h59m16s
So le ngày đêm ngày 22/12: - 12h59m16s
Trang 14Bài 6:
a Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh
TT Địa điểm Ngày mặt trời lên thiên đỉnh
Gia Lai (12058’20”B) 30/4 14/8
b Góc nhập xạ
Ngày 22/12
10057’08”B: 79052’02”
11046’30”B: 78013’30”
12058’20”B : 77001’40”
16036’30”B: 75023’30”
Ngày 22/6
10057’08”B: 77030’08”
11046’30”B: 78019’30”
12058’20”B : 77031’20”
16036’30”B: 81009’30”
Bài 7:
- Tại Hà Nội
Ngày Mặt trời lên thiên đỉnh lần 1: 26/5; lần 2: 19/7
- Tại thành phố Hồ Chí Minh
Ngày Mặt trời lên thiên đỉnh lần 1: 18/4; lần 2: 26/8
Bài 8:
a Góc nhập xạ
Trang 15Hà Nội: 85024’
TP Hồ chí Minh: 84014’
b Xác định phạm vi
Từ 73034’B đến cực Bắc: Mặt trời không lặn
Từ 73034’N đến cực Nam: Mặt trời không mọc
Bài 9:
Vĩ độ 30049’23”B
Bài 10:
- Tại 55030’B:
Thời điểm Mặt trời mọc : 7h30m34s; lặn: 16h28m26s
- Tại 55030’N:
Thời điểm Mặt trời mọc : 4h28m26s; lặn: 19h31m34s