王維+馬在軍
高中的各門課程中,地理與其他學(xué)科相比,一個(gè)突出的特點(diǎn)就是文理交融,它既有理科的嚴(yán)密性與邏輯性,又具有文科的形象性與靈活性。學(xué)習(xí)地理要求學(xué)生不但要具備淵博的文科知識(shí),還要有精準(zhǔn)的計(jì)算能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力、空間想象能力、知識(shí)遷移能力、分析問題能力、分析圖表能力、語言表達(dá)能力、信息捕捉能力、提取有效信息能力等多種技能。關(guān)注地理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科的滲透,對(duì)于學(xué)好地理學(xué)科至關(guān)重要。筆者就高中地理與數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)整合談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)。
一、地球與地球運(yùn)動(dòng)
地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí),由于黃道平面和赤道平面不在同一個(gè)平面內(nèi),所以便有黃赤交角的存在。黃赤交角的度數(shù)=太陽直射點(diǎn)的最高緯度=南北回歸線的緯度,由于南北回歸線之間為熱帶,根據(jù)等式的性質(zhì),黃赤交角正向變化,導(dǎo)致太陽直射點(diǎn)的最高緯度正向變化,引起回歸線的緯度正向變化,從而引起熱帶范圍的正向變化;由于回歸線緯度+極圈緯度=90°(互余),極圈之內(nèi)為寒帶,所以黃赤交角正向變化,導(dǎo)致極圈緯度反向變化,所以寒帶范圍正向變化,因回歸線和極圈之間為溫帶,所以溫帶范圍也隨之反向變化。
赤道是圓,赤道半徑r=6378千米,利用圓的周長的計(jì)算公式C=2πr可以求出赤道的周長C=40000千米。地球的平均半徑為r=6371千米,為了研究問題的方便,可以把地球看成一個(gè)正球體,根據(jù)球體的表面積公式S=4πr2可得地球表面積為5.1億平方千米,由球體的體積計(jì)算公式V=〖SX(〗4[]3〖SX)〗πr3得地球體積為10833億立方千米。地球自轉(zhuǎn)的角速度(除南北兩極點(diǎn)為0外)的計(jì)算:360°÷24h=15°/h,地球上各點(diǎn)都是繞同一個(gè)自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),緯度不同的地點(diǎn),對(duì)應(yīng)的自轉(zhuǎn)半徑就是當(dāng)?shù)鼐暰€圈的半徑,因此自轉(zhuǎn)半徑=cosφ(φ為當(dāng)?shù)氐木暥龋峦脸唷糎J1.95mm〗道半徑,可見緯度越高,自轉(zhuǎn)半徑越小,轉(zhuǎn)過的弧長越?。ɑ¢L=自轉(zhuǎn)半徑×轉(zhuǎn)過的角度),也就是線速度越小。在南北極點(diǎn),自轉(zhuǎn)半徑為零,角速度和線速度均為零。地球自轉(zhuǎn)的線速度=赤道的線速度×cosφ,由此可得南北緯60°緯線地球自轉(zhuǎn)的線速度等于赤道的線速度的1/2。利用球面上兩點(diǎn)間的最短距離就是經(jīng)過這兩點(diǎn)的大圓(晨昏圈、赤道、經(jīng)線圈都是大圓)的劣弧長,學(xué)習(xí)地球上兩點(diǎn)間的最短航程、航向。
二、時(shí)間(地方時(shí)與區(qū)時(shí))的計(jì)算
地方時(shí)的計(jì)算。1.求兩地的經(jīng)度差。以零度經(jīng)線為界,同側(cè)減(兩地同為東經(jīng)度或同為西經(jīng)度用減),異側(cè)加(一地為東經(jīng)度,另一地為西經(jīng)度用加)求經(jīng)度差。2.求兩地的時(shí)間差:用兩地的經(jīng)度差÷15°。3.所求地的地方時(shí)=已知地的地方時(shí)+兩地的時(shí)間差。(若所求地位于已知地的東方則用加,若所求地位于已知地的西方則用減)
區(qū)時(shí)的計(jì)算。1.求兩地的時(shí)區(qū)差或區(qū)時(shí)差(時(shí)區(qū)差=區(qū)時(shí)差)。以零時(shí)區(qū)為界,同側(cè)減(兩地同為東時(shí)區(qū)或同為西時(shí)區(qū)用減),異側(cè)加(一地為東時(shí)區(qū),另一地為西時(shí)區(qū)用加)求區(qū)時(shí)差。2.所求地的區(qū)時(shí)=已知地的區(qū)時(shí)+兩地的區(qū)時(shí)差。(若所求地位于已知地的東方則用加,若所求地位于已知地的西方則用減)求某一條經(jīng)線位于某一個(gè)時(shí)區(qū)的方法是用這條經(jīng)線的經(jīng)度(單位為度)÷15°所得的商四舍五入取整數(shù)商,這個(gè)整數(shù)商就是該經(jīng)線所位于的時(shí)區(qū)數(shù)。
三、晝夜長短與正午太陽高度的計(jì)算
某地的晝長=日落時(shí)間-日出時(shí)間=(正午12點(diǎn)-日出時(shí)間)×2=(日落時(shí)間-正午12點(diǎn))×2=晝弧跨的經(jīng)度差÷15°=24小時(shí)-夜長。某地的夜長=(24小時(shí)-日落時(shí)間)×2=日出時(shí)間×2=夜弧跨的經(jīng)度差÷15°=24小時(shí)-晝長。
某地正午太陽高度的計(jì)算公式:H=90°-|緯度差|。緯度差是太陽直射點(diǎn)緯度與所求地的緯度兩地緯度相加減,以“赤道為界,同側(cè)減異側(cè)加”求緯度差。
四、地圖的相關(guān)知識(shí)計(jì)算
比例尺的相關(guān)計(jì)算:比例尺=圖上距離/實(shí)際距離。比例尺縮放的計(jì)算:原比例尺放大到n倍,放大后的比例尺為原比例尺×n;原比例尺放大n倍,則放大后的比例尺為原比例尺×(n+1);原比例尺縮小到1/n,縮小后的比例尺為原比例尺×1/n;原比例尺縮小1/n,則縮小后的比例尺為:原比例尺×(1-1/n)。