VỀ phía giáo viên: Kiểu tước Nắm vững về mặt cắt của Trái Đất, tông hợp kiến thức hình học đặc biệt vẻ các đường thẳng song song, lượng giác, Kĩ năng Phối hợp thuần thục kĩ năng về m
Trang 1SỬ DỰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC BÊ GIẢI CÁC BAI TAP VE
CHUYEN DONG BIEU KIEN CUA MAT TROT
(Đề tài đạt giải HII cấp tĩnh và được dự thị cấp quốc gia ở nội dung “Day hoc
Trang 2DONG BIEU KIEN CUA MAT TROT
Phiéu théng tin cua giao vién
Sở giáo dục và dio tao tinh Déng Nai
‘Truéng ‘THPT Séng Ray - Xuan ‘lay - Cam Mg - Déng Nai
Tiện thoại: 0613 - 713.267
Họ và tên:|2ương lan Anh
Ngày tháng năm sinh: 24/03/1979 - Môn: Địa Lý
Trang 3VỀ phía giáo viên:
Kiểu tước Nắm vững về mặt cắt (của Trái Đất), tông hợp kiến thức hình học đặc
biệt vẻ các đường thẳng song song, lượng giác,
Kĩ năng Phối hợp thuần thục kĩ năng về mặt cất hinh học, đo gác hình tròn
Thái độ “Tình yêu thiên nhiên và cảm nhận được sự thay đối cảnh quan thiên nhiên biến mùa cũng như sự khác biệt của chúng từ xich dạo vẻ hai cực
Giải các bài tập liên quan đến chuyển động biểu kiến của Mặt Trời (các bài tập
trong "Tuyển tập bồi dưỡng học sinh giối Olvrnpie lớp 10 và 11, bộ sách luyện thì học sinh giỗi quốc gia và luyện thi đại học- Nguyễn Minh Tuệ chủ biển)
‘Van dung kiến thức để giải thích và giảng đạy bài học “Hệ quả chuyến động xung, quanh mặt trời của trải đất”, SGK lớp 10 Sử dụng phương pháp này dé ching minh cho học sinh thấy được tại sao miễn Bắc nước ta biên độ nhiệt năm lớn hơn miển Nam - bai 2 sgk 12 trang 44
phía học sinh Kiển tuức Vận dụng kiên thức hình học về các đường thẳng sơng song, lượng giác,
đo vẽ góc và đường trên,
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 4DONG BIEU KIEN CUA MAT TROL
Kindng: Vé chinh xac hinh tron, mat cat hinh tron, géc
Thai độ: Trần trọng vẻ đẹp của tự nhiên thông qua sự khác biệt về góc chiêu sảng, của mặt trời đến bẻ mặt trái đất
II Đối tương day hoc của đề tài:
Tat ca hoc sinh khối 10 bậc THPT, các lớp bồi dưỡng học sinh giỏi môn dia ly khỏi
10 và học sinh khối 12
IV.Ý nghĩa của đề tài
1 Hiểu được rõ về chuyển động của biểu kiến Mặt Trời
2 Giải quyết các bải toán địa lý liên quan đến chuyển đồng biểu kiến
V Thiết bị dạy học, học liệu:
a Tai liệu tham khảo:
~ Giáo trình thiên văn - Phạm Viết Trinh - Nguyễn Đình Noãn - NXB Giáo dục
1986
~ Địa lí tự nhiên - Tập I ~ Lê Bá Thảo - NXB Giáo dục
~ §GK Địa lí 10,12, sách Địa lí 10 nâng cao và sách tổng hợp cac dé thi Olympic
~ Thước đo độ (đo góc) vả com pa
~ Máy tỉnh điện tử cảm tay (loại máy tính cỏ thẻ tỉnh được các giá trị lượng giác)
~Ngoài các trang thiết bị trên, ta có thể dùng máy vi tính và máy chiếu hỗ trợ việc dạy vả học Trong đề tài này cỏ sử dụng các phản mềm hỗ trợ như: Auto CAD, 3D sketch
up, Photoshop, Mieroshop Office (đẻ chính xác hóa các hình vẽ) nhưng trong thực tế giải
bài tập, học sinh chỉ cần dùng thước kẻ, thước đo góc va compa
VI.Hoạt động dạy học và tiến trình day hoc
Chủ đề “khảo sát chuyển động biểu kiến của mặt trời” trên thực tế là khảo sát góc nhập xa (góc nghiêng của tia nắng mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất)
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 5và tim hiểu qua luật biển thiên của giả trị này theo thời gian với chủ kỉ là một năm
Tây là một chuyển động địa vật lí trong không gian khá phức tạp về phương diện
hình học; bởi vậy học sinh cần phải lắm vững các kiến thức (khải niệm, tính chất ) của bộ môn hình học phẳng vả phãi có tư đuy về hình học không gian dé
để đảng hình dung được chuyển động biểu kiến Những kiển thức về hinh học mà tác giả đã vận dụng trong để tài này là:
- Tìa phân giác: Biểu thị 2 trị số góc nhập xạ bằng nhau trên một điểm của bề
mặt Trái Đất hoặc biểu thị góc ở tâm khi khảo sát cùng thời điểm có hai vị trí góc
nhập xa bằng nhau
- Các định lí về hai đường thẳng song song: Dùng tính chất bằng nhau của các
cặp góc đồng vị, tính chất bù nhau của cặp góc ngoài cùng phía
- Tinh chat phụ nhau (Có tổng hai góc là 90: I3ủng tính toán sự liên hệ giữa
góc nhập xạ và góc ở tâm
1 Khái niệm: Chuyến động biếu kiến hằng năm của mặt trời
Tiên tượng Mặt Trời ở đúng đừnh đầu lúc 12 giờ Irm (la nắng Mặt Trời chiếu thing góc với tiếp tuyển ở bẻ mặt đất) dược gọi là Mặt Trời lên thiên dinh Ở Trái Đất, ta
thay hiện tượng này chỉ lân lượt xây ra tại các địa điểm từ vĩ tuyến 23'27TN (ngày 22-12) cho lới 23!27B (ngày 22-6) réi lại xuống vĩ tuyển 23°27N Điều dó lám la có äo giác là
Mặt Trời di chuyển Nhưng trong thục tế, không phải Mặt Trời di chuyên mả là Trải Đất
chuyến động tịnh tiền xung quanh Mặt Trời Chuyến động không có thực đỏ của Mặt
bat cứ thời điểm nảo cũng có một ¿ ma tai đồ Mặt Trời lên thiên đỉnh
inh dung hơn về sự chuyển động nay: Khi ta
Ví dụ sau đây giúp chung ta dé
ngỗi trên xe ô tô đang chay, ta thấy người và các vật thể trên xe “đứng yên” (đây
được gọi lả đứng yên tương đối), trong khi nhìn ra bên ngoài ta lại thấy cây cối,
nhà xưởng chuyển động về phía ngược lại (củng với vận tốc chuyển động của
xe) Chúng ta ở trên ‘rai Pat cũng tương tự như trường hợp dang di trên xe, không thể cẩm nhận được Trái Đất đang chuyển động má ngược lại thay Mat Trời chuyển
$
Giáo viên tực hiện: Dương Lan Anh
Trang 6DONG BIEU KIEN CUA MAT TROT
động xưng quanh Tréi Dat Ky thực dó chính là áo giác, vỉ thể theo áo giác đó la
thấy Mặt Trời chuyển động tròn (đều) xung quanh Trai Dat theo chiều Dông Tây
(theo ngày) và tinh tiến theo phương Bắc Nam (theo năm) - ta luôn quan niệm sự
chuyển động giả dịnh đó là dùng, Sự chuyển động giả định trải ngược với thực tế
trên được gọi là “sự chuyển động biểu kiến của Mặt Trời”
Từ khái niệm và phần mở rộng trên ta thấy rằng: Trong vùng nội chí tuyến từ 23°27 N toi 23°27°H bất cử thời điểm nào cũng có một điểm mà tại đó Mặt lời
lên thiên đỉnh
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 73 Mô hình hóa Chuyển động biểu kiến của mặt trời:
Ngày Xuân Phân 21/3
Trang 8DONG BIEU KIEN CUA MAT TROL
(Các mũi tên trên chỉ hướng tỉa nắng Mặt Trời ~ mũi tên mâu đỏ chỉ vị trí tia thiên đỉnh)
Từ bồn hình trên ta tổng hợp lại thành một hình sau đây:
vã ngày Thu Phân 23/9
Từ hình 2 ta có thể hình dung và quy ước như sau: Tia nắng Mặt Trời vuông góc
với bề mặt Trái Đất lần lượt (chuyền động) từ chí tuyến 23'27*N qua xích đạo rồi đến chí
tuyến 23'27'B và ngược lại Hay nói cách khác lả góc ơ hợp với tia nắng mặt trời và mặt
phẳng xich dao tai tam Trai Dat sé dao dng tit 23°27°N den 23°27*B và ngược lại.- Gia tri chuyén động nay là 15°08"/ngay (23°27'/93 ngày) tai Ban cau Bắc va 15°38"/ngay
(23°27°/ 90 ngay) tai Ban cau Nam
©} Ghi chú: Các hình vẽ thể hiện chuyên động biểu kiến của Mặt Trời đều là hình
vẽ của mặt cắt Trái Đất theo phương Bắc — Nam; khi Mặt Trời lên thiên đỉnh, các tia
nắng vuông góc với mặt phẳng tiếp tuyên của Trải Đất tại điểm đỏ nhưng ta qui ước không vẽ mặt phẳng nay vì các góc trong hình vẽ thường có giả trị rất nhỏ nên nêu vẽ
thêm đường nảy thi hình vẽ trở nên rồi (không cân thiết)
Lí dụ J: Tinh ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh tại cực Nam đất nước, Xã Đất Mũi,
huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau cỏ vĩ độ là 8°34'B
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 9Cả Mau ~Việt Nam
Quy luật của chuyên động nảy là 1 biểu thức mô tả sự phụ thuộc biến thiên của 3
đại lượng cho 1 điểm bắt kỳ trên mat Trai Dat
~ Ngày (thời gian) xác định điểm
~ Góc nhập xa tại điểm xác định
~ Vĩ độ của điểm xác định
Chú ý: Kết quả góc nhập xạ cỏ thẻ là giá trị ầm néu điểm xác định nằm trong
vùng tối tại vùng cực Trình bảy rõ ở phần sau - xem phần (V14 ** - trl6),
Các biểu thức đó lả
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 10DONG BIEU KIEN CUA MAT TROL
a Trường hợp F: Vĩ độ = f((ngày, gỏc nhập xa)
eGiải quyết vẫn đề: Khi có ngày và góc nhập xạ (H) tại 1 điểm, ta thực hiện các
bước sau đề tìm vĩ độ của điểm (C) đó
- Ap dụng giá trị chuyên động biểu kiến đề xác định điểm mà Mặt Trời đạt thiên
Trang 11Trước tiên ta giải bài toán toán học sau
Cho đường tròn (O) Tại hai điểm C và C' trên (O) dựng hai tiếp tuyến cắt
nhau tại B Từ C và C' dựng hai đường thẳng song song với OB cat C’B va CB lan
lượt tại D và E Chứng minh góc BCD bằng góc BC'E
Hình 06
Giải:
Theo tính chất của tiếp tuyến, ta có tam giác BCC' cân tại Ð Suy ra góc
BCC” bing géc BC’C va tia OB là tia phân giác của góc COC' Lúc đó, CC”
vuông góc với cả ba đường thẳng: OB, CD, C'E
Suy ra góc BCD bằng góc BC’E vì cùng phụ với hai góc bằng nhau
(Hai góc BCD và BC'E chính là hai góc nhập xạ: hai đường thăng CE và C'D chính là hai mặt phẳng tiếp tuyến của Trái Đất tại vị trí gốc của góc nhập xạ được
giản lược — Hình 07a va 07b ~ mặt phẳng tiếp tuyến Trai Dat)
11
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 12DONG BIEU KIEN C
Vidu 4: Tinh vi d6 cia diém A vào ngảy 02/9 có góc nhập xạ là 752
Ta cỏ
Ngày 02/9, góc nhập xạ là 75°
Tỉnh vĩ đô điểm A đó
e Giải quyết vẫn đề
Ta lay mốc gần nhất là ngảy 23/9 (Thu phan — Mat Trời đạt thiên đỉnh tại xích đạo)
Số ngày Mặt Trời chuyển động biểu kiến từ 02/9 tới 23/9 là
Trang 13Ta cỏ góc phụ với góc nhập xa cé gia tri la: a = 90 — 75" = 15° Đây cũng là giá trị
vĩ độ từ thiên đỉnh tới điểm cần tìm Vậy vĩ độ của điểm cân tìm cỏ giá trị lả:
15° + 5°1 7°48” = 20°17'48”B và 9942'12”N
b Trường hợp Fy: Góc nhập xạ = Đ(ngày, vĩ đô) — Tính góc nhập xạ khi biết
ngảy vả vĩ độ của điểm
« Giải quyết vấn đề:
Khi cỏ ngày và vĩ độ (B) của điểm, ta thực hiện các bước sau:
- Ap dung giá trị chuyên động biểu kien để xác định điểm mả tại đỏ mặt trời lên thiên đỉnh (M),
~ Kẻ từ tâm trải đất 1 đường thẳng (1) qua điểm đó (tia thiên đỉnh)
Trang 14DONG BIEU KIEN CUA MAT TROL
Số ngày Mặt Trời di chuyên biểu kiến từ 21/3 đến 30/4 là:
30/4 — 21/3 = 39 ngày
Giá trị vĩ độ tương ứng là: 39 x 15'08” = 9950'12"B
Tu tam Trai Dat dung đường thang qua 9950°12”B (Tia thiên đỉnh);
Dựng tia tới ||tia thiên đỉnh;
Dựng từ tâm Trai Dat qua 20002°B đường thẳng phu (đề lẫy 2 góc đồng vi)
—Hinh 8
~ Dựng đường thẳng tử tâm Trái Đắt qua N (đây là đường phụ đề lẫy 2 góc đông vi)
~ Kẻ đường thẳng song song với tia tới từ tâm Trái Đất đường thẳng nay cắt be mặt (mặt cắt) của Trải Đất tại điểm nảo thì đó chính là điểm mả Mặt Trời lên thiên đỉnh (A)
14
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 15(Luu y: Trong vùng tôi không có góc nhập xa (Vì không cỏ ánh sáng Mặt Trời) nên
cỏ thể có trường hợp khi tính góc nhập xạ cỏ giá trị < 0 thì điểm đỏ rơi vào vùng cực tối)
~ Tỉnh vĩ độ của A:
- Tinh ngày A đạt thiên đỉnh:
Nếu A ở bản cầu Bắc thi áp dụng giả trị chuyên động biểu kiến là 1508 ⁄ngảy còn
ở bản cầu Nam thì áp dụng giả trị chuyển động là 15°38”/ngay
~ Lấy 1 trong 4 điểm đặc biệt là
+ Ngày 21/3, Mặt Trời đạt thiên đỉnh tại xích đạo
+ Ngày 22/6, Mặt Trời đạt thiên đỉnh tại chỉ tuyén Bac 23°27’B
+ Ngay 23/9, Mặt Trời đạt thiên đỉnh tại xich đạo
+ Ngày 22/12, Mặt Trời đạt thiên đỉnh tại chí tuyên Nam 23027"N,
Điểm được lấy là điểm gần A nhất để tỉnh chuyên động biểu kiến từ đỏ tởi A mất
bao nhiêu ngày rồi sau đó tính ra ngày đạt thiên đỉnh tại A — Đây chỉnh là ngày cần tìm
(bai toan nảy thường cỏ 4 nghiệm — 4 giả trị ngày)
Trang 16DONG BIEU KIEN CUA MAT TROL
Tính ngày đạt thiên đình
Chí
Hình 12
Từ N dựng tia tới hợp với mặt phẳng tiếp tuyến của Trai Dat 1 góc 80”, dựng đường,
thẳng từ tâm Trái Đất qua N (đường phụ), Từ tâm Trải Đắt, ta kẻ đường thẳng || với tia
tới, đường nảy cắt be mặt Trải Đất tại A (Hình 10) Đây chính lả vĩ độ mà Mặt Trời lên
thiên đỉnh, với cách lảm nảy ta thu được 2 điểm A va A`, gỏc phụ với H cỏ giả trị
ø=90°—H = 90” ~ 80” = 10° Theo hình 4, áp dụng 2 góc đồng vị ta tinh được:
Vĩ độ A = vĩ độ N + 10” = 10°47°B + 10° = 20°47°B va 47'B hay điểm A có vĩ độ là 20°47°B va diém A’ cé vi độ là 47°B Vậy
~ Ngảy Mặt Trời lên thiên đỉnh tai A:
Ta có: Điểm A cách 23°27'B (chí tuyến Bắc, Mặt Trời lên thiên đỉnh ngay 22/6) la: 23°27°B - 20°47°B = 3°
Suy ra số ngày ma Mat Troi di chuyén biéu kién tir 23°27°B toi A 1a
3°/ 15°08” = 11,89 © 12 ngay hay ngày mà Mặt Trời đạt thiên đỉnh tại A là
22/6 + 12 = 24/6 và 10/6
~ Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh tại A*
Ta có: Điểm A cách xích đạo (Mặt Trời lên thiên đỉnh ngày 21/3) là 47`
Suy ra số ngày mà Mặt Trời di chuyển biểu kiến từ xích đạo tới A' là
16
Giáo viên thực hiện: Dương Lan Anh
Trang 17cả mọi nơi trên trái đất đều có ánh sáng mặt trời (SGK) Từ ngày xuân phân (21⁄3) tới ngày hạ chí (22/6) thì vùng tôi tại bán cau Nam có giá trị tăng từ 0 tới lớn nhất vả ngược lai, tir ngay thu phan (23/9) tới ngảy đông chí (22/12) thi vùng tôi tại bản cau Bac 6 gia
trị tăng từ 0 tới lớn nhất Tại 1 điểm trong vùng tối không có góc nhập xa (vì không có ánh sang mặt trời) nên có thể có trường hợp khi tính giá trị góc nhập xạ thu được kết quả
âm (H <0) thì điểm đó rơi vào vủng cực tôi
5 Ứng dụng - Xác định vĩ độ tại địa phương dựa vào tỉa nắng Mặt Trời:
Hình 13
a Cách chế tạo thước
- AH lả 1 cây thép đài Im được chôn vuông góc với mặt đất
-BC la thude có chia vạch đo, đặt theo phương Bắc- Nam (điểm B ở phía Bắc)
