Kiến thức của phần Trái đất đa dạng có thể hình thành và thiết kế nhiều dạngbài khác nhau bao gồm các dạng tính toán, giải thích các sự vật, hiện tượng đangdiễn ra trên Trái đất, ví dụ n
Trang 1HỆ THỐNG CÁC DẠNG BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ TRÁI ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC HỆ QUẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT ĐẾN
rõ hơn về đặc điểm các thành phần tự nhiên khác Trong chuyên đề Trái đất, sựphức tạp của nội dung cần chuyển tải cao hơn so với nội dung kiến thức của cácphần khác Các quá trình, các hiện tượng tự nhiên luôn có mối quan hệ logic, tìm
ra nguyên nhân chính là tìm ra các mối liên hệ này
Kiến thức của phần Trái đất đa dạng có thể hình thành và thiết kế nhiều dạngbài khác nhau bao gồm các dạng tính toán, giải thích các sự vật, hiện tượng đangdiễn ra trên Trái đất, ví dụ như các bài tập tính giờ ( giờ thực, giờ trung bình mặttrời, giờ múi, giờ quốc tế GMT), tính góc nhập xạ tính thời gian Mặt trời lên thiênđỉnh, các bài tập nhận biết các sự vật, giải thích các hiện tượng tự nhiên khác
Trong quá trình giải các bài tập về Trái đất học sinh phải thực sự động nãosuy nghĩ để tìm ra cách giải Càng giải nhiều bài tập bao nhiêu thì lượng kiến thứccũng theo đó mà tăng lên bấy nhiêu Rõ ràng thông qua việc giải các bài tập sẽgiúp cho học sinh hiểu cặn kẽ vấn đề, biết giải thích các hiện tượng sự vật Địa lí cóliên quan đến Trái đất và có thể vận dụng chúng một cách có hiệu quả, kích thíchnăng lực tự học của học sinh hiện nay, rèn luyện được kĩ năng - kĩ xảo - một điềurất cần thiết đối với học sinh lớp chuyên Địa lí và càng cần thiết hơn đối với việcbồi dưỡng học sinh giỏi
Trang 2Vì thế, trong chuyên đề này chúng tôi đã hệ thống hóa các dạng bài tập củaphần Trái Đất và phân tích sự tác động của các hệ quả vận động của Trái Đất tớicác thành phần tự nhiên khác.
B NỘI DUNG
I YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ KIẾN THỨC
- Nhận thức được Vũ trụ là vô cùng rộng lớn Hệ Mặt trời trong đó có Trái đấtchỉ là một bộ phận rất nhỏ bé trong Vũ trụ
- Hiểu được cấu tạo của Hệ Mặt trời, Trái đất trong Hệ Mặt trời
- Biết được đặc điểm chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất và hiểu rõđược hệ quả của chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất:
+ Giờ trên Trái Đất
+ Hiện tượng ngày đêm liên tục kế tiếp nhau
+ Sinh ra lực Côriôlit làm lệch hướng chuyển động của các vật thể
+ Là cơ sở để xây dựng mạng lưới kinh vĩ tuyến
- Biết được đặc điểm của chuyển động quanh Mặt trời của Trái Đất và hệ quảcủa chuyển động này:
+ Chuyển động biểu kiến hằng năm của Mặt Trời
+ Hiện tượng mùa trên Trái Đất
+ Hiện tượng ngày đêm dài ngắn theo mùa và theo vĩ độ
- Giải thích được một số hiện tượng địa lí trong thực tiễn từ chuyển đông tựquay quanh trục và quay quanh Mặt Trời của Trái Đất
II CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN CỦA CHUYÊN ĐỀ TRÁI ĐẤT
Trong học phần Trái đất có những dạng bài tập cơ bản sau:
1 Tính giờ
2. Tính góc nhập xạ (góc tới) tại một điểm
3 Tính thời gian Mặt Trời lên thiên đỉnh tại một điểm
4 Xác định vĩ độ thông qua việc tính góc nhập xạ vào một ngày bất kì
5. Xác định tọa độ địa lí tại 1 điểm cho trước (kinh vĩ độ của một điểm)
Trang 36 Bài tập về giả thuyết ngược
7 Bài tập giữa mối liên hệ giữa phần Trái đất và các thành phần kháccủa thể tổng hợp lãnh thổ tự nhiên
III QUY TRÌNH XÂY DỰNG MỘT BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA
PHẦN TRÁI ĐẤT.
Bài tập thực hành học sinh tự học là chính nên tăng cường khuyến khích sángkiến, định hướng tìm tòi, tăng cường tính vững chắc của kiến thức, rèn luyện kỹnăng thực hành cơ bản
Xác định nội dung, chức năng, vị trí của môn học trong nội dung dạy học cụthể, xác định mục tiêu, định hướng việc hình thành bài tập Xác định các dạng bàitập: tên bài, yêu cầu, lời giải được hình thành từ các chương trình môn học baogồm các bước cụ thể sau:
Bước 1 Xác định mục tiêu nhằm: củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng
Để thiết kế xây dựng hệ thống bài tập thực hành, trước hết cần chọn lọc kiếnthức, xây dựng những bài tập thực hành phù hợp nội dung chương trình học, giúp củng
cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng học tập, đáp ứng mục tiêu của qua trình dạy học
Nắm vững quy luật, mối quan hệ giữa lý thuyết và thực hành theo từng nộidung cụ thể nhằm khai thác và củng cố kiến thức
Bước 2 Xác định dạng bài tập cho từng nội dung: bài tập áp dụng công thức toán học, phân tích lý thuyết, bài tập mối liên hệ giữa phần Trái đất và các nội dung khác, bài tập giả thuyết ngược…
Bước 3 Tìm các dữ kiện cho một bài tập toán, thực hành cụ thể
- Bài tập áp dụng công thức toán: tìm một nhân tố (định lượng) khi biết các
dữ kiện khác, các dữ kiện đưa ra phải phù hợp với yêu cầu kiến thức
- Bài tập áp dụng các công thức toán có phân tích lý thuyết: Trên cơ sở phântích lý thuyết xác định các dữ kiện phù hợp nội dung yêu cầu
Bước 4 Xây dựng đáp án chi tiết cho từng bài
Trang 4Bước 5 Sắp xếp theo hệ thống nội dung từng phần
Bước 6 Cho người học phản hồi kịp thời để biết kết quả bài thực hành họ
đã làm đúng hay còn sai ở phần nào giúp người học tự điều khiển quá trình học tập của mình
IV CÁC DẠNG BÀI TẬP THỰC HÀNH CƠ BẢN
- Tính giờ (bao gồm tính giờ thực, giờ múi, giờ trung bình mặt trời, giờGMT, phương trình thời gian
4.1.1 Giờ địa phương và kinh độ địa lí
Tại một thời điểm vật lý, hiệu giờ địa phương của hai nơi bằng hiệu kinh độcủa hai nơi đó (tính theo đơn vị thời gian)
S1 – S2 = 1 - 2Trong đó: S1 – S2: là hiệu giờ địa phương
1 - 2: là hiệu giữa hai kinh tuyến
4.1.2 Giờ múi, giờ quốc tế
Giờ của múi nào đó được tính bằng giờ quốc tế cộng số múi Tại cùng mộtthời điểm vật lý nếu giờ quốc tế là T0 thì giờ ở múi số M công thức tính sẽ là :
TM = T0 + M Trong đó : TM giờ múi
M số múi
T0 giờ của múi số 0
Trang 54.1.3 Giờ múi, giờ địa phương (giờ trung bình Mặt Trời)
Giữa giờ múi và giờ địa phương có mối quan hệ đó là: Giờ của múi là giờđịa phương của kinh tuyến giữa múi Như vậy khi biết giờ múi của một kinh độ, cóthể xác định được giờ địa phương hoặc ngược lại biết giờ địa phơng xác định đượcgiờ múi
TM = Tm t
Hay Tm = TM t
Trong đó: TM là giờ múi; Tm là giờ địa phơng hay giờ trung bình Mặt Trời;
t là khoảng chênh lệch thời gian giữa kinh độ giữa múi và kinh độ cần xác địnhhoặc kinh độ cho trước
Căn cứ vào kinh độ đứng trước hay sau kinh độ giữa múi đồng thời kinh độ
đó ở bán cầu Đông hay bán cầu Tây mà có thể (+) hay (- )
Ví dụ 1: Tại múi số 7 có giờ múi là 8h Hãy cho biết giờ múi và giờ trung
bình Mặt Trời cùng thời điểm đó tại trạm có kinh độ là 420 52' Đ và 42052'T?
Giải
- Giờ múi : Múi số 7 là 8h
+ 42052’Đ thuộc múi số 3 cách múi 7 là 4 múi sẽ có giờ múi là:
Trang 6- Có khả năng liên hệ với thực tiễn
* Các kiến thức và kĩ năng cần nắm để giải bài tập tính giờ
- Các kiến thức lí thuyết
+ Vận động tự quay của Trái đất làm cho mỗi nơi trên Trái đất có giờ địa phương
và trên thế giới có 24 giờ quốc tế
Ví dụ 2: Một máy bay cất cánh tại Tân Sơn Nhất lúc 6h ngày 15/8/2012 đến Luân Đôn
sau 9h bay, máy bay hạ cánh Tính giờ máy bay hạ cánh tại Luân Đôn và cho biết ở các địa điểm ghi trong bảng sau lúc đó là mấy giờ?
Vị trí Tôkiô Niu-Đê-li Xit-ni Oasintơn Lot-An-giơ-let
- Đề bài cho biết thời gian máy bay cất cánh, yêu cầu cho biết thời gian máy bay hạcánh, vì vậy khi tính toán phải chú ý
=> Gợi ý:
- Máy bay cất cánh tại sân bay Tân Sơn Nhất thuộc múi giờ số 7 là 6h ngày15/8, đến Luân Đôn sau 9h bay Luân Đôn thuộc múi giờ số 0 nên lúc máy bay hạcánh thì ở Luân Đôn là (6h +9h) - 7 = 8h ngày 15/8/2012
- Tính giờ tại các địa điểm trong bảng:
Trang 7Áp dụng công thức: Tm = To m (m: số múi giờ)
- Giải các bài tập này giúp luyện tập được cách tính toán, xác định góc nhập
xạ của Mặt trời trên Trái đất tại các thời điểm khác nhau, ở những vĩ độ khác nhau
- Qua việc tính toán xác định được lượng nhiệt mà mặt trời phân phối xuống
ở những địa phương và vào những thời điểm khác nhau trên Trái đất có sự khácbiệt như thế nào, từ đó giải thích được lượng nhiệt tại sao phân bố khác nhau trênTrái đất, vào những thời điểm khác nhau là khác nhau Đó là lí do giải thích tuycùng ở trên Trái đất ở cùng một thời gian mà nơi nhận được nhiều ánh sáng MặtTrời nơi thì nhận được ít, nơi nhận được lượng nhiệt nhiều, nơi nhận được lượngnhiệt ít
- Thông qua việc giải các bài tập tính góc nhập xạ giúp khắc sâu và củng cốkiến thức đồng thời hiểu được những hệ quả khác nữa của vận động quay quanhMặt Trời của Trái Đất
* Các kiến thức có liên quan
Trang 8Lý thuyết
- Các tia nắng Mặt Trời phát ra và chiếu tới Trái Đất xem như song song vìMặt Trời là một khối cầu rất lớn, các tia năng lượng này luôn tạo mặt phẳng xíchđạo một góc lệch thay đổi trong năm từ - 23o17’- 23o17’ nghĩa là = 23o27’
- Từ đó góc nhập xạ ho thay đổi trong năm theo công thức:
+ Hạ chí Bắc bán cầu Mặt Trời vuông góc ở chí tuyến Bắc có = + 23o27’B
Đông chí ở Nam bán cầu Mặt Trời vuông góc với chí tuyến Nam có =
Trang 9( Bắc bán cầu lúc này gần Mặt trời nên là thời kỳ nóng trong năm và là mùa hè)(Nam bán cầu lúc này ở xa Mặt trời nên là thời kỳ lạnh trong năm và là mùa đông)
=> Vậy vào thời điểm này ho ở Bắc bán cầu lớn, Nam bán cầu nhỏ nên Bắc báncầu là mùa nóng, Nam bán cầu là mùa lạnh, ho ở Nam cực = 90o - 66o33’- 23o27’ =
- Các công thức tính toán cần ghi nhớ:
+ Góc nhập xạ tại điểm đầu mút: + (21/3, 23/9): ho = 90o-
+ (22/6, 22/12): ho = 90o-
+ Tính thời gian bất kì trong năm
Sin ho = sin Sin + cos .cos Cos
Trong đó: : Vĩ độ địa lí
: Góc lệch Mặt trời
: Góc giờ của Mặt trời tính theo ngày, đêm
Trang 10Áp dụng công thức: h = 900 – +
Trong đó: + : vĩ độ điểm cần tính
+ : góc nghiêng của tia sáng Mặt Trời với Mặt phẳng Xích đạo
=> Vào 2 ngày Xuân phân và Thu phân, = 0
hHN = 900 – 210 = 690
- Vào ngày hạ chí, Mặt Trời lên thiên đỉnh tại chí tuyến Bắc, Mặt Trời chiếuthẳng góc xuống chí tuyến Bắc lúc 12h trưa góc nghiêng của tia sáng Mặt Trờivới mặt phẳng Xích đạo = 23027’
Trang 11Ví dụ 2:
Vào ngày Xuân phân, tính góc nhập xạ của Hà Nội (210B), Huế (16024’B),TPHCM (10044’B) Từ đó em rút ra nhận xét gì?
=> Phân tích đề:
- Đề bài yêu cầu tính góc nhập xạ của 3 địa điểm > phải xác định được 3 địa điểm
đó nằm trong vùng nội hay ngoại chí tuyến và thuộc bán cầu nào
- HS phải nhận biết được vào ngày Xuân phân, MT lên thiên đỉnh tại đâu để ápdụng công thức cho phù hợp
- Từ kết quả vừa tính, giáo viên hướng dẫn hs nhận xét khái quát về sự thay đổi củagóc nhập xạ theo vĩ độ
- Để củng cố lí thuyết so le ngày - đêm
- Giải bài tập này sẽ giúp người học lí giải được các hiện tượng ngày đêm dài ngắnkhác nhau theo mùa và theo vĩ độ (hệ quả quay xung quanh Mặt Trời của Tráiđất)
Khi mọc hoặc lặn thì Mặt Trời sẽ có độ cao h = 0 cách đỉnh 900
Ta có 0 = sin sin + cos cos cos
Trong đó : là vĩ độ; là góc lệch Mặt Trời; là góc giờ
Trang 12Do đó cos = - tg tg
Góc giờ tính ra thời gian là t
- Thời gian ban ngày = 2t
- Thời gian Mặt Trời mọc = 12h - t
- Thời gian Mặt Trời lặn = 12h + t
- Việc hiểu rõ hiện tượng ngày- đêm một hiện tượng gần gũi với cuộc sống củacon người Nghiên cứu và giải bài tập này sẽ giúp người học có kiến thức sâu rộng
về hiện tượng ngày- đêm, có tính liên hệ, ứng dụng cao trong thực tiễn
Trang 13Thời gian Mặt Trời mọc là: 12h - = 12h - 5h33’= 6h27’.
Thời gian Mặt Trời lặn là: 12h + = 12h + 5h33’ = 17h33’
Thời gian ban ngày là: 2 = 75o45’.4’ = 2h.5h02’ = 10h04’
Thời gian Mặt Trời mọc là: 12h - = 12h - 5h02’ = 6h58’
Thời gian Mặt Trời lặn là: 12h + = 12h + 5h02’ = 17h02’
Thời gian ban ngày là: 2 = 2h.3h48’ = 7h36’
Thời gian Mặt Trời mọc là: 12h - = 12h - 7h36’ = 4h24’
Thời gian Mặt Trời lặn là: 12h + = 12h + 7h36’ = 19h36’
b Tính so le ngày đêm ở Lêningrat với = 60o vào ngày 22/6 và ngày 22/12
* cos = - tg tg
cos = - tg 60o tg 23o27’ = - tg 60o tg 23,45o
= - 1,732 0,433 = - 0,749 = - 138o30’13’’
= 41o17’7’’
Thời gian ban ngày là: 2 = 2h.41o17’7’’ = 4h45’42’’
Thời gian ban đêm là: 24h- 4h45’42’’= 18h54’58’’
Trang 14Ví dụ 2:
Cho biết vào ngày 30/4, 20/11, 2/9, Mặt Trời lên thiên đỉnh ở vĩ độ nào? Trình bàycách tính?
=> Phân tích đề:
- Muốn tính được vĩ độ MT lên thiên đỉnh vào các ngày đã cho, cần dựa vào hình
vẽ trong sgk về hiện tượng MT lên thiên đỉnh
- Phải biết được các ngày đề bài đã cho nằm trong khoảng thời gian nào trong cácmốc: 21/3 > 22/6; 22/6 > 23/9; 23/9 > 22/12; 22/12 > 21/3
- Dựa vào hình vẽ sgk, tính được quãng đường MT di chuyển trong vòng 1 ngày tạicác mốc thời gian trên, từ đó tính được vĩ độ MT lên thiên đỉnh vào 3 ngày đề bàiyêu cầu
Trang 15- Từ 22/6 23/9, MT chuyển động biểu kiến từ CTB Xđ Như vậy,trong vòng 93 ngày, MT di chuyển được 23027’ (1407’) Trong vòng 1 ngày,
MT di chuyển được 15,13’
- Từ 22/6 2/9 là 72 ngày, MT di chuyển được 72 x 15,13’ = 1089,36’ =18,160 = 18010’
Ngày 2/9, MT lên thiên đỉnh tại 23027’ – 18010’ = 5017’B
4.2.3 Xác định vĩ độ tại 1điểm bất kì, tọa độ địa lí của một điểm
* Lí do chọn bài tập
- Việc xác định vĩ độ tại 1 điểm cho trước khá cần thiết đặc biệt trong đời sống.Việc xác định vĩ độ có thể dựa vào thời gian Mặt trời lên thiên đỉnh, góc nhập xạ
do vậy giúp củng cố lí thuyết đã học
* Các kiến thức có liên quan
- Xác định vĩ độ tại 1 điểm thì đơn giản nhất dựa vào sao Bắc cực
Trang 16trời tại điểm A Ta kẻ đường AB’song song với trục OB, ta có góc B’AT bằng gócAOX vì các cạnh của 2 góc này thẳng góc với nhau Góc B’AT biểu thị độ cao củađịa cực B trên chân trời ở điểm A Như vậy “ độ vĩ một nơi là độ cao trên đườngchân trời của địa cực nơi đấy”.
Nhưng làm thế nào để biết độ cao của Địa cực, kẻ một đường song song vớitrục OB để đo độ cao ấy? Ta có thể có được một đường thẳng như thế bằng cáchngắm phương của một vì sao mà lúc này ta cũng thấy như đứng yên trên bầu trời,
là sao Bắc cực, sao này ở gần thẳng trục Trái đất vì ở rất xa nên tia sáng từ sao Bắccực đến Trái đất thành chùm song song Những tia ấy chiếu thẳng góc xuống Bắccực và cùng mặt phẳng chân trời ở Bắc cực hợp thành góc 90o, nên ở đấy thấy saoBắc cực ngay đỉnh đầu Những tia ấy tiếp tuyến với xích đạo và cùng mặt phẳngchân trời ở đấy làm thành góc 0o, nên ở xích đạo ta thấy sao Bắc cực sát đườngchân trời Ở vĩ tuyến 45oB, tia sáng của sao Bắc cực chiếu xuống mặt phẳng chântrời chếch một nửa, góc vuông là 45o Như thế độ cao của sao Bắc cực ở một nơicho ta biết ngay độ vĩ của nơi đó
( VD: Ở Hà Nội độ cao 21o22’, TP Hồ Chí Minh độ cao 10o47’)
Ngoài ra, muốn xác định độ vĩ ta còn dựa vào ngày mặt trời lên thiên đỉnh vàgóc nhập xạ…
* Muốn xác định kinh độ một cách đơn giản là so sánh giờ địa phương với giờ gốc
- Muốn biết kinh độ của một điểm ta phải dựa vào giờ đúng của địa điểm ấy
Ta lại biết rõ giờ của một kinh tuyến gốc lúc đứng bóng nơi ta ở Như thế các tàubiển máy bay phải lấy theo giờ đúng của kinh tuyến gốc trên một cái đồng hồ đặcbiệt, suốt cuộc hành trình, không bao giờ vặn thêm hay vặn bớt giờ
- Khi đứng bóng nơi ta ở mà đồng hồ gốc chỉ 5h20’ ta biết ngay nơi ta đứng
đi qua trước Mặt trời sớm hơn kinh tuyến gốc, như thế là nơi ấy ở phía đôngGrinuych Nơi ta ở đã 12h trưa, mà nơi ấy đã 5h20’ nghĩa là chậm hơn 6h20’ hay400’ Ta biết mặt trời chuyển động biểu kiến hết 360o trong vòng 24h, nghĩa là
360o: 24=15o trong 1h Cứ 1h Mặt trời chuyển động biểu kiến trên 15o kinh tuyến.Mặt trời chuyển động biểu kiến trên 1o kinh tuyến trong 60’: 15o=4’ Như vậy
Trang 17trong 400’ cách biệt giữa giờ gốc với giờ nơi ta ở, Mặt trời chuyển động biểu kiếnqua 400:4=100 độ kinh tuyến Vậy là nơi ấy ở trên kinh tuyến 100oĐ.
- Nguyên lí của phương pháp tính kinh độ là sự khác nhau về kinh độ giữahai địa điểm cân xứng với sự khác nhau về giờ giữa hai địa điểm ấy Các nhà báchọc thời thượng cổ cũng đã biết nguyên lí ấy và đem áp dụng trong việc tìm kinh
độ của một điểm hay một khu vực
- Ngày nay, giữa các đài thiên văn với nhau người ta dùng điện báo để thôngtin và tính kinh độ Điện báo đem các tín hiệu đi rất nhanh chóng, thời gian tín hiệu
đi không đáng kể, người ta chỉ cần ghi nhớ giờ địa phương nơi tín hiệu đánh đi vànơi tín hiệu nhận được, rồi so sánh hai giờ là rút ra được sự khác nhau về kinhđộgiữa hai nơi rất chính xác
Công thức tính
Tại một thời điểm vật lý, hiệu giờ địa phương của hai nơi bằng hiệu kinh độcủa hai nơi đó (tính theo đơn vị thời gian)
S1 – S2 = 1 - 2
Trong đó: S1 – S2: là hiệu giờ địa phương
1 - 2: là hiệu giữa hai kinh tuyến
*Bài tập ứng dụng
Đề bài: Hãy xác định toạ độ của một thành phố A biết rằng:
- Góc nhập xạ của thành phố này vào ngày 22/6 là 54030'
- Khi ở Hà Nội (105052'Đ) là 8h15' ngày 25/01/2008 thì cùng lúc đó ở thànhphố A là 18h cùng ngày