星海地理纬度的测量.pptVIP

* * 星海地理纬度的测量 苏州工业园区星海学校 课题组主要成员 王磊 林静宜 芮应翔 科学探究实验报告 1.提出问题： ①你知道星海的地理位置（纬度、经度）吗？ ②你会测量星海的纬度和经度吗？ 地理、物理等课程上都曾讨论过这个问题，我们对此也产生了浓厚的兴趣。但学习过程中，我们一直没有实践的机会。 科学探究活动课程给了我们一个学习的契机，在老师的指导下，我们小组以此为课题，进行了深入的实践探究。 2.网络学习： 提出这个问题之后，老师建议我们去浏览星海动感课堂网站中的Flash动画地球的自转与公转?，网址为： 6/physicsclassroom/flash/force/rotation revolution of E.swf 让我们先对地球的自转和公转有一个具体的了解，以便进行下一步的探究。我们还上网查找了有关星海纬度测量的资料（动画见下页）。 3.方案设计： 看了老师给我们提供的网络课件后，太阳光线在秋分、春分、冬至、夏至的时候位置最为特殊，分别可以垂直照射在赤道和南北回归线上， 因此我们可以利用这 一特性，在这些时刻 对我们所在地的纬度 进行测量。 顶角A 顶角A 我们知道，太阳射出来的光线可以看作是平行光线，在春分、秋分时，太阳光垂直照射在赤道上。如图1所示，水平地面上高为H的建筑物在太阳光照射下，产生的最短影长为L。根据公式tg A=L/H可知，只要测出H和L，便可得出三角形顶角A的度数。由于建筑物是竖直的，因此其底部一定是指向地心的，根据平行定理，建筑物所在地的纬度θ与三角形顶角A相等，这样，我们便可用测三角形顶角的方法，间接测出各个地方的纬度了。 原理如下： 图1 图2 若改在冬至时测量纬度也可以，如图2所示，只要将这时测得的三角形顶角A减去23.5° ，即可算出建筑物所在地的纬度；同理，在夏至时，只要将测得的三角形的顶角再加上23.5°即可得出建筑物所在地的纬度，方法步骤同上。 顶角A 顶角A 图1 图2 4.实验测量： 2005年 9月 23 日，天气：多云。我们在中午11：30-12：30时段，根据上述原理，在学校内对星海的纬度进行了测量。 器材：校准的手表1只、皮卷尺1个、标记用粉笔1支 对象：E区四层教学楼 过程： l采用直接测量、摄影、测影长等方法，得到大楼高度H为14.87m，并对实验各环节进行预先演练。 l先每隔5min，后每隔1min对大楼影子的顶点标记一次，并记录对应时刻，最后逐点描出影子变化轨迹。 l得出大约在11：55左右，大楼影长最短，测得最短影长L为9.07m 根据tgθ=tg A=L/H可得，我校所在地纬度θ≈31.57 ° 5.数据分析： 我们上网查询有关苏州纬度的资料，在/english/visit/suzhou.htm 苏州旅游网站上得到了苏州纬度范围是在北纬30°47′-32°02′之间，可见，我们的测量值是在可以接受的范围之内。 由于我校地处苏州工业园区首期开发区，紧邻市中心所以我们又查了/english/Survey/2.shtml 中国苏州网得到市区的纬度值约为31.19 ° ，我们的测量值也与它非常接近。 /english/visit/suzhou.htm 苏州旅游网站 中国苏州网/english/Survey/2.shtml ??????  2005年12月22日冬至日，晴，我们在11：45—12：00时段，再次通过实验测出了大楼的最短影长为21.20m，如图,根据公式tg（θ+23.5°）=tg A=L/H可得，我校所在地纬度31.52°，这与9月23日秋分时测量所得结果相吻合。 冬至验证： 顶角A （1）误差的主要原因是大气和地面云层、尘埃对太阳光的散射，使得地面太阳光线存在很多杂散光，从而导致影子的远端分界线模糊不清，这对精确测量影长会产生一定影响。如果大气条件较好，测量应该会更准确一点。另外，光通过大楼边缘处的衍射现象，也会对测量产生影响。 （2）当日中午也并非是地球的秋分时刻，查阅资料可知当日的秋分时刻在早上6点23分，所以中午时刻阳光并没有真正直射赤道。(参见日梭万年历网络版/calendar/start.htm） （