师:同学们好,这节课我们继续学习地球的自转,第二课时——地球自转带来的时间差异。主要包含三部分内容:第一,时差的推算,通过实验演示地球自转比较时间早晚,并学会时差推算;第二,时区和区时,了解世界时区划分,进行区时换算,知晓我国时区规定;第三,简单了解国际日期变更线知识。正式上课前,我们先欣赏一段精彩视频。
(播放卡塔尔世界杯主题曲视频)
师:刚刚我们观看的是卡塔尔世界杯主题曲。2022 年 11 月 21 日 - 12 月 18 日,世界杯足球赛在卡塔尔举行。作为世界级足球盛事,它受到中国球迷广泛关注。这是一张中国网友总结的卡塔尔世界杯淘汰赛赛程表,大家看球赛时间想一想,为什么世界杯时,咱们中国球迷往往要熬夜看球赛呢?学完今天的知识,我们就能回答这个问题了。
时差有什么特点?不同地区时间早晚情况如何?接下来我们一起做演示活动。
一、比较时间的早晚
我们在地球仪赤道上标注 A、B 两点,调暗室内灯光,用手电筒模拟太阳光,自西向东转动地球仪。大家观察 A、B 两点,谁先看到日出?讨论一下 A、B 两点谁的时刻更早。
(实验演示)
师:我们在地球仪赤道上标注了 A、B 两点,A 点位置偏东,B 点位置偏西。自西向东转动地球仪模拟地球自转,发现位于东边的 A 点先迎来日出,过一段时间后,西边的 B 点才迎来日出。通过模拟演示可知,由于地球自转,同纬度地区位置偏东的地点比偏西的地点先看到日出,东边时刻早,西边时刻晚,时间就有了早晚之分。
通过刚刚的实验演示,相信大家能回答为什么会产生时差了吧?没错,正是由于地球自西向东自转,产生了时间差异,具体表现为地球上东边地方比西边地方先看到日出,东边时间早,西边时间晚,简称为东早西晚。时差给人们生活、交往和旅行带来诸多困扰,所以准确推算时差很有必要。接下来我们继续活动。
二、推算时差
同学们读图,此时 180 度经线在昼半球的什么位置?是几点钟?这说明了什么?大家思考一下。
生:此时 180 度经线位于昼半球中间位置,为正午 12 点,说明同一条经线上时间相同。
师:非常好。大家再看图,不同经度此时的时间怎样?又说明了什么?
生:180 度经线此时为 12 点,150 度经线此时为 10 点,零度经线此时为 0 点钟,说明不同经线时间不同。
师:对,一条经线时间相同,不同经线时间不同,这是时差的重要特点。接下来我们根据地球自转周期来推算时差,请同学们完成学习任务。
我们知道地球每自转一周需一天时间,自转一周为 360 度,一天是 24 小时。用 360 度除以 24 小时,得出地球每自转 15 度需用时一小时。大家看这个表格,能得出什么结论?
生:地球上经度每相隔 15 度,时间相差一小时;经度每相差一度,时间相差 4 分钟。
师:没错,关于时差我们可以得出以下结论:一、时间差异表现为东早西迟;二、同一条经线上时间相同;三、不同经线上时间不同;四、经度每隔 15 度时间相差一小时。我们可根据这些规律进行时差推算。接下来我们观看一则科普短片《令人头疼的时差》,直观感知识差对我们生产生活的影响。
(播放科普短片)
师:通过短片我们知道,由于地球大多数地区天亮和天黑时间随季节改变,比如在北京,夏天天亮得早、黑得晚,冬天则相反。所以我们把太阳经过某地天空最高点时定为此地地方时 12 点。当太阳再次经过该地天空最高点,时间过去 24 小时。按照地球自转计算,大概每小时自转 15 度,即经度每间隔 15 度地方时相差一小时,每间隔一度时间差 4 分钟,这就是时差。时差客观存在,给人们带来困扰。不同经度时间不同,地球上有无数条经线,就有无数个地方时。为使全球时间有统一标准,国际上规定经度每隔 15 度划分为一个时区,全球共分为 24 个时区。以 0 度经线为基准,向东、向西各 7.5 度,划分为中时区。中时区东侧统称东时区,依次为东一、东二……东十二区;中时区西侧统称西时区,依次为西一、西二……西十二区。大家数一数,现在有多少个时区了?
生:中时区以东 12 个,中时区以西 12 个,再加上中时区,有 25 个时区了。
师:我们刚说国际规定全球划分为 24 个时区,大家读图,哪两个时区合并为一个时区了?
生:东十二区和西十二区合并为东西十二区。
师:对,东十二区和西十二区各占经度 7.5 度,以 180 度经线为界,180 度经线以西为东十二区,以东为西十二区。它们时间相同,日期相差一天。同一个时区跨经度 15 度,东边和西边的人看到太阳升起时间最多相差一小时,以哪条经线时间作为整个时区时间比较合适呢?
生:以中间的经线作为整个时区时间比较合适,也就是中央经线。
师:非常好,像 0 度经线、东西经 15 度、东西经 30 度等都是中央经线。中央经线的地方时为整个时区的区时,相邻两个时区相差一小时。例如,假设现在东八区时间为 12 点,那么东八区东侧的东九区是几点?西侧的东七区又是几点?
生:东九区此时为 13 点,东七区此时为 11 点。
师:所以我们说相邻两个时区相差一小时,计算时东加西减,运用这个法则可推算时差。刚刚提到了时区和区时两个概念,下面我们进行概念辨析。什么是时区?
生:时区是指区域,经度每隔 15 度划分为一个时区,全球共 24 个时区。比如东八区范围是东经 112.5 度到东经 127.5 度,北京东经 116 度,属于东八区。
师:那什么是区时呢?
生:区时是指时间,每个时区以其中央经线的地方时作为该时区的区时。例如东八区的区时等于东经 120 度的地方时。
师:接下来我们进行活动三“世界这一刻”。本次世界杯决赛于卡塔尔当地时间 12 月 18 日 18 点举行。现在我们分组完成活动,老师将同学们分为北京组、伦敦组、悉尼组、纽约组。请同学们拿出草稿纸,准备进行时间换算。大家可自由选取城市,活动时根据世界时区图查找所在组时区及与卡塔尔相对位置,计算时区差,换算出当地时间,在学习任务 3 相应组别一列填涂计算结果。请同学们计算。课后,请同学们用同样方法换算出其他城市此刻时间,完成学习任务。
(学生计算)
师:同学们答案是否正确呢?我们来验证一下。假如你是北京球迷,该几点观赛?回答这个问题要经过三步:第一步,查找时区。通过世界时区图可知,北京位于东八区,卡塔尔位于东三区。第二步,计算时区差,东八区和东三区相差 8 - 3 = 5 个时区,即 5 个小时。第三步,换算北京此刻时间,看北京与卡塔尔相对位置,北京在卡塔尔东边,所以要加上 5 个小时的时间差,即北京此时时间为 18 + 5 = 23 时,也就是北京时间为 12 月 18 日 23 点。
回头看中国球迷总结的卡塔尔世界杯淘汰赛赛程表,决赛时间正是 12 月 18 日 23 点。现在能回答上课初的问题了吧,为什么世界杯举行时,中国球迷往往要熬夜看球赛?
生:因为世界杯举办地和中国相隔较远,有较大时差。
师:非常好。接下来看伦敦球迷该几点观赛?按照刚才三个步骤,第一步,确定时区,伦敦位于中时区,卡塔尔位于东三区。第二步,计算时区差,两者相差 3 - 0 = 3 个小时。第三步,换算时间,伦敦在卡塔尔西侧,所以用卡塔尔当地时间减去 3 个小时的时区差,即伦敦此时时间为 18 - 3 = 15 时,也就是伦敦时间为 12 月 18 日下午 3 点。悉尼球迷呢?同样步骤,第一步,确定时区,悉尼位于东十区,卡塔尔位于东三区。第二步,计算时区差,东十区和东三区相差 10 - 3 = 7 个小时。第三步,换算时间,悉尼在卡塔尔东侧,所以加上 7 个小时,即悉尼此时时间为 18 + 7 = 25,也就是悉尼时间为 12 月 19 日凌晨 1 点。纽约球迷呢?第一步,确定时区,纽约位于西五区,卡塔尔位于东三区。第二步,计算时区差,西五区和东三区相差 5 + 3 = 8 个小时。第三步,换算时间,纽约在卡塔尔西侧,所以用卡塔尔当地时间减去 8 个小时的时间差,即纽约此时时间为 18 - 8 = 10 时,也就是纽约球迷应在 12 月 18 日上午 10 点观赛。总结来看,当卡塔尔时间为 2022 年 12 月 18 日 18 点时,世界各地时间分别为:北京 18 日 23 点,伦敦 18 日 15 点,悉尼 19 日凌晨 1 点,纽约 18 日 10 点。
