ĐỊA LÝ TRÁI ĐẤT MỞ ĐẦU Địa lí môn học thiếu nhà trường phổ thơng Địa lí cung cấp cho người học kiến thức tổng quát, logic vật, tượng tự nhiên, kinh tế xã hội mối quan hệ chúng Trong q trình học Địa lí, kiến thức lí thuyết đóng vai trị vơ quan trọng Nhưng kèm theo đó, kĩ thực hành như: kĩ vẽ biểu đồ, lược đồ, tính tốn, phân tích số liệu,… kĩ quan trọng cần rèn luyện cho học sinh Rèn luyện kĩ tính tốn cho học sinh, đặc biệt học sinh giỏi Địa lí việc làm vơ quan trọng với người giáo viên Địa lí Trong mơn Địa lí, học phần Trái Đất học phần thu hút nhiều ý học sinh tính khoa học hấp dẫn Hơn nữa, học phần chứa đựng khơng tốn Địa lí hay, khó, địi hỏi tư duy, sáng tạo, óc tưởng tượng người học sinh Học phần chứa đựng nhiều tập tính tốn mang tính logic, đồng thời, phần chiếm số lượng điểm kì thi học sinh giỏi Địa lí Để có tài liệu giảng dạy Địa lí thuận lợi, tơi xin phép tổng hợp số dạng tính tốn học phần Trái Đất NỘI DUNG A KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Với chuyên đề riêng học phần Trái Đất có dạng tập tính tốn cụ thể Ở đây, tơi xin phân dạng tập theo chuyên đề Chuyên đề 1: Hình dạng, kích thước Trái Đất - Dạng 1: Tính khoảng cách tương đối theo km hai địa điểm - Dạng 2: Xác định tọa độ địa lí điểm đồ Địa lí Chuyên đề 2: Vận động tự quay quanh trục Trái Đất - Dạng 1: Bài tập tính vận tốc dài - Dạng 2: Bài tập tính giờ, ngày Chuyên đề 3: Chuyển động quay quanh Mặt Trời Trái Đất - Dạng 1: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh - Dạng 2: Tính góc nhập xạ B CÁCH TÍNH TỐN CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ I HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT Cơ sở tính tốn - Kích thước Trái Đất Bán kính trung bình 6371,1 km Chu vi xích đạo 40.076 km Bán kính xích đạo 6378,25 km Chu vi vòng kinh tuyến 40.008,5 km Bán kính trục nhỏ 6356,8 km Diện tích bề mặt Trái Đất 510.083.000 km2 Độ dẹt cực 1/298 Thể tích Trái Đất 1,083 x 1012km3 Độ dẹt xích đạo 1/30.000 Tỉ trọng Trái Đất 5518 g/m3 - Cách xác định tọa độ Địa lí đểm bề mặt Trái Đất + Vĩ độ: Mỗi vĩ tuyến có góc tâm tương ứng gọi vĩ độ Vĩ độ điểm góc tâm, tạo bán kính Trái Đất qua điểm hình chiếu mặt phẳng xích đạo + Kinh độ: Kinh độ điểm bề mặt đất số đo góc nhị diện tạo nửa mặt phẳng có chung trục Trái Đất, nửa mặt phẳng chứa kinh tuyến gốc nửa mặt phẳng chứa kinh tuyến qua điểm Các dạng tính tốn 2.1 Dạng 1: Tính khoảng cách theo km - Ta có: chu vi vịng kinh tuyến 40.008,5km - Chiều dài 10 đường kinh tuyến : 40.008,5/3600 = 111.13km - Chiều dài 1’ đường kinh tuyến là: 111.13/60’ = 1,852 km (= hải lí) Từ chiều dài cung 10 kinh tuyến 1’ đường kinh tuyến ta tính khoảng cách điểm theo đường kinh tuyến Ví dụ: Tính khoảng cách theo km từ Xích đạo đến 15008’B Từ Xích đạo đến 15008’B có khoảng cách 15008’ Vậy khoảng cách tính theo km là: 150 x 111.13 + 8’ x 1.852 =1681.766 (km) 2.2 Dạng 2: Vẽ, tính tọa độ điểm - Vẽ tọa độ điểm: Dùng thước kẻ, compa + Bước 1: Vẽ TRái Đất với vịng xích đạo kinh tuyến gốc + Bước 2: Dùng thước đo độ: xác định vĩ độ kinh độ + Bước 3: đánh dấu điểm cần xác định hình biểu diễn Trái Đất - Tính tọa độ điểm + Tùy thuộc vào kiện tốn ta có cách giải khác + Xác định vĩ độ: theo góc nhập xạ, ngày mặt trời lên thiên đỉnh (xem chi tiết phần 2, chuyên đề) + Xác định kinh độ: Dựa vào địa phương địa điểm cần tính (xem thêm phần tính chuyên đề) Bài tập tự giải Bài 1: Tính khoảng cách theo km từ vĩ tuyến 35012’ Bđến vĩ tuyến 05008’N? Bài 2: Tính khoảng cách từ xích đạo đến chí tuyến Bắc? vịng cực Bắc? Bài 3*: Tính khoảng cách theo km từ kinh tuyến 105002’Đ đến kinh tuyến 107001’dọc theo vĩ tuyến 300B? II VẬN ĐỘNG TỰ QUAY QUANH TRỤC CỦA TRÁI ĐẤT C s tớnh toỏn - Trái Đất tự quay quanh trục tởng tợng Trục tạo với mặt phẳng chứa quỹ đạo chuyển động TĐ góc 66033 Hớng nghiêng không đổi - - trình chuyển động Thời gian hoàn thành vòng tự quay 23h5604 tức gần 24h Vận tốc tự quay TĐ không giống vĩ độ bề mặt TĐ: + xích đạo: 464m/s + Càng xa xích đạo vận tốc giảm dần V = Vx® Cosϕ + ë cùc vËn tèc tù quay b»ng kh«ng + VËn tèc gãc ω = 3600 : 24 = 15 0/ h tất điểm Hớng tự quay: từ Tây sang Đông (ngợc chiều kim đồng hồ nhìn từ cực Bắc vũ trụ xuống) Giờ: - Mỗi kinh tuyến có khác địa phương (giờ Mặt Trời) - Giờ kinh tuyến phía Đơng sớm kinh tuyến phía Tây (do Trái Đất quay từ Tây sang Đông) - Các địa điểm kinh tuyến có - Phân biệt: o Giờ địa phương (giờ Mặt Trời): thật kinh tuyến qua điểm Ví dụ: kinh tuyến 1040Đ 7h50’ kinh tuyến 105 0Đ 7h54’… o Giờ khu vực (giờ múi): địa phương kinh tuyến qua múi Trái Đất chia làm 24 múi Tất địa điểm nằm múi có giống (đó địa phương kinh tuyến qua múi) Múi số múi có đường kinh tuyến gốc qua múi Số thứ tự múi đánh từ kinh tuyến gốc sang phía Đông (theo chiều quay Trái Đất) từ – 23 Do Trái Đất hình cầu nên múi số trùng với múi số 24 o Giờ quốc (GMT): Giờ gốc kinh tuyến Greenweek Các dạng tính tốn 2.1 Tính vận tốc dài - Áp dụng cơng thức tính Vϕ = Vxđ Cosϕ Ví dụ: Tính vận tốc dài vĩ độ: 600, 300, 450 Áp dụng cơng thức tính Vϕ = Vxđ Cosϕ Ta có V60 = Vxđ Cos60 = 464 x ½ = 232 m/s Tương tự, ta dễ dàng tính vận tốc dài vĩ độ 30 45 2.2 Tính 2.2.1 Tính địa phương Sự chênh lệch địa phương địa điểm chênh lệch theo kinh độ hai địa điểm Cơng thức T1 – T2 = (α1 – α2) : 150 Trong đó: T1: Giờ α1 T2: Giờ α2 α1: Kinh tuyến có sớm α2: Kinh tuyến có muộn Lưu ý: Nếu α1 α2 bán cầu khác thủ thuật tốn ta tự mặc định αTây = - αĐơng Ví dụ: Biết Pari kinh tuyến 20Đ, Mê xi cô kinh tuyến 98030’T Giờ địa phương mê xi cô Pa ri 12h00’? Giải Theo ta có: Pari kinh tuyến Đ, Mê xi kinh tuyến 98 030’T nên Pari sớm Mê xi cô Áp dụng công thức T1 – T2 = (α1 – α2) : 150 ta có 12h00’ – T2 = (20Đ - 98030’T): 150 = 6h42’ T2 = 12h00’ – 6h42’ = 5h18’ Vậy, pa ri 12h00’ Mê xi 5h18’ ngày 2.2.2 Tính múi o Cơng thức 1: Tìm múi Cho kinh độ, tìm múi Cơng thức: • Bán cầu Đơng M = kinh độ 150 • Bán cầu Tây M = 24 – kinh độ/150 Quy tắc làm tròn > 0.5 làm tròn lên ≤0.5 làm tròn xuống o Cơng thức 2: Tính thời gian, ngày Cơng thức chung Tm = To + m Tm: cần tính To: Giờ gốc M: só thứ tự múi Các trường hợp • Nếu Tm ≤ 24h o Giờ: Tm = To + m o Ngày: Cùng ngày To Bán cầu Đông Lùi ngày so với To bán cầu Tây • Nếu Tm ≥ 24h o Giờ: Tm = To + m – 24h o Ngày: Cùng ngày To bán cầu Tây Cộng ngày so với To Bán cầu Đông Ví dụ Khi múi số 0h ngày 18/5/2012 múi số 7, múi số 22 giờ? Ngày nào? Giải Áp dụng công thức: Tm = To + m với To = 0h ngày 18/5/2012 Giờ múi số T = + = 7h ngày 18/5/2012 Giờ múi số 22 T = + 22 = 22h ngày 17/5/2012 Bài tập tự giải Bài 1: Tại điểm B cách xích đạo 2000km phía Bắc, đồn tàu hỏa bắt đầu khởi hành theo hướng từ Đông sang Tây 150 kinh tuyến Hãy: a Tính vận tốc di chuyển tàu? b Nếu lúc xuất phát B 11h00’ sau 2h đồn tàu đến điểm C, lúc C giờ? Ngày nào? Bài 2: Hồn thành bảng số liệu sau Vị trí A B Kinh độ 1200Đ Giờ 12h15’ 1/3/2100 C 00 4h25’ D 1130 05’ T E 1420 18’T Bài 3: 8h ngày 5/2/2020, máy bay vòng quanh giới theo hướng từ Tây sang Đông, ngày vượt qua múi Hỏi, đến điểm xuất phát nào, ngày bao nhiêu? Bài 4: Hoàn thành bảng sau Địa điểm Hà Nội Kếp tao Niu Đêli Thượng Caien Junica 0 0 (105 Đ) (18 Đ) (77 Đ) Hải (52 T) (1240T) (1210Đ) Giờ địa phương 0h17’ Giờ khu vực 0h Ngày 28/02/200 II CHUYỂN ĐỘNG QUAY QUANH MẶT TRỜI CỦA TRÁI ĐẤT Cơ sở tính tốn - Trong tự quay, TĐ vận động xung quanh MT: - Quỹ đạo: hình elip gần trịn MT nằm vị trí tiêu điểm elip Khoảng cách tiêu điểm triệu km Điểm gần MT cách TĐ 147 triệu km vào ngày 3/1 Điểm xa MT cách TĐ 152 triệu km vào ngày 4/7 - Hướng chuyển động: trùng với hướng tự quay tức từ Tây sang Đơng, ngược chiều kim đồng hồ nhìn từ cực Bắc vũ trụ xuống - Vận tốc trung bình TĐ quỹ đạo 29.8km/h Vận tốc lớn ĐCN 30.3km/h Vận tốc nhỏ ĐVN 29.3 km/h - Trong vận động quanh MT trục TĐ nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo góc 66033’ hướng nghiêng khơng đổi - Thời gian vận động trọn vòng quỹ đạo 365 ngày 48 phút 46 giây (365,2422 ngày) Các dạng tính tốn 2.1 Tính ngày mặt trời lên thiên đỉnh - Dựa vào chuyển động biểu kiến hàng năm Mặt Trời hai đường chí tuyến - Phương pháp tính Cần xác định vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh A + Nếu A BBC: Từ 21/3 – 23/9: có 93 ngày tia sáng mặt trời chuyển động biểu kiến 23027’ X ngày tia sáng mặt trời chuyển động biểu kiến Y0 - Tính ngày mặt trời lên thiên đỉnh o Vậy chuyển động biểu kiến Y0 phải số ngày X = (93 x Y0) : 23027’ o Lần lên thiên đỉnh thứ nhất: X1 = 21/3 + X o Lần lên thiên đỉnh thứ hai: X2 = 23/9 - X - Tính vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh o Vậy X ngày (số ngày từ 21/3 đến ngày cần tính, từ ngày cầ tính đến ngày 23/9) chuyển động biểu kiến Y0 o Y0 = (X x 23027’) : 93 + Nếu A BBC, tương tự cách tính tùy thuộc vào số ngày từ ngày phân đến ngày chí, từ ta có sở tính tốn xác Ví dụ: a Ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh vĩ độ nào? b Vĩ tuyến 21002’B có lần mặt trời lên thiên đỉnh năm? Đó ngày nào? Giải a Ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh vĩ độ nào? Từ ngày 21/3 – 22/6 có 93 ngày, mặt trời di chuyển 23027’ Từ ngày 21/3 – 20/5 có 60 ngày Mặt trời di chuyển Y Y = (60 x 23027’) : 93 = 15008’ Vậy ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh 15008’B b Tính ngày MTLTĐ vĩ tuyến 21002’B Vì 21002’ < 23027’, nên tịa có lần mặt trời lên thiên đỉnh Từ ngày 21/3 – 22/6 có 93 ngày, mặt trời di chuyển 23027’ Cần X ngày mặt trời di chuyển 21002’ X = (93 x 21002’) : 23027’ = 83 ngày Lần 1: 21/3 + 83 ngày = 12/6 Lần 2: 23/9 – 83 ngày = 2/7 Vậy vĩ tuyến 23027’B năm có lần mặt trời lên thiên đỉnh vào ngày 12/6 2/7 2.2 Tính góc nhập xạ - Cơng thức chung Trong h = 900 - µ ± α h: góc nhập xạ cần tính µ: Vĩ độ điểm cần tính α: Vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh - Công thức cụ thể + Tại bán cầu mùa đông: h = 900 - µ - α + Tại bán cầu mùa hạ * Nếu µ < α h = 900 + µ - α * Nếu µ > α h = 900 - µ + α Ví dụ Tính góc nhập xạ Cần Thơ (10002’B), Hà Nội (21002’B) vào ngày 20/5 Giải - Trước hết cần tìm vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh vào ngày 20/5 (15008’B) - Tính góc nhập xạ: Tại Cần Thơ: h = 900 - 15008’ + 10002’ = 84054’ Tại Hà Nội: h = 900 + 15008’ - 21002’ = 84006’ Bài tập tự giải Bài 1: Hãy cho biết, vào ngày 30/4, 2/9, 20/11 1/1 mặt trời lên thiên đỉnh vĩ độ nào? Giải thích cách tính? Tại vĩ độ có góc nhập xạ mặt trời lên thiên đỉnh vào ngày đơng chí hạ chí? Bài 2: Xác định vĩ độ địa lí địa phương bảng, biết vào lúc 12h trưa, góc nhập xạ địa phương sau: Địa phương Góc nhập xạ lúc 12h trưa 21/3 22/6 23/9 22/12 A 84 35’ B 16 30’ C 72003’ D 54018’ Bài 3: Xác định tọa độ địa lí điểm A Trái Đất, biết vào ngày 22/6, góc nhập xạ lúc 12h trưa điểm 62015’, sau 30’ đài BBC Anh báo 8h A mặt trời bắt đầu mọc Bài 4: Xác định tọa độ địa lí điểm B, biết góc nhập xạ điểm vào ngày 15/2 46026’; địa phương B nhanh Hà Nội (1050Đ) 2h12’? Bài 5: Xác định tọa độ địa lí điểm C, biết góc nhập xạ điểm vào ngày 22/6 nhỏ góc nhập xạ 100B 15035’; gốc 0h ngày 20/2/2012 C 20h45’ ngày 19/2/2012 KẾT LUẬN Qua thực tế nghiên cứu giảng dạy Địa lí, tơi thấy: Những tập tính tốn mang tính lí thuyết, Trong dạng tính tốn có dạng: tính góc nhập xạ tính có ý nghĩa (do có tính xác cao) Các tập tính tốn khác mang tính tương đối coi Trái Đất hình cầu phẳng, chuyển động theo quỹ đạo Trên thực tế, Trái Đất khơng phải hình cầu phẳng, đồng thời khơng chuyển động thẳng Do vậy, tính tốn mang tính ước lượng Tuy nhiên, tập tính tốn cho học sinh rèn luyện kĩ tốt, đồng thời khắc sâu thêm kiến thức Địa lí học phần Trái Đất cho em Do vậy, nên đưa tập tính tốn để em trau dồi thêm khả nhận thức ... VỀ CÁC DẠNG BÀI TẬP Với chuyên đề riêng học phần Trái Đất có dạng tập tính tốn cụ thể Ở đây, xin phân dạng tập theo chun đề Chun đề 1: Hình dạng, kích thước Trái Đất - Dạng 1: Tính khoảng cách... Trời Trái Đất - Dạng 1: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh - Dạng 2: Tính góc nhập xạ B CÁCH TÍNH TỐN CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ I HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT Cơ sở tính tốn - Kích thước Trái Đất. .. dạy Địa lí, tơi thấy: Những tập tính tốn mang tính lí thuyết, Trong dạng tính tốn có dạng: tính góc nhập xạ tính có ý nghĩa (do có tính xác cao) Các tập tính tốn khác mang tính tương đối coi Trái