Question

在二十四节气中,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春夏秋冬四季,请根据相关知识探究为什么秋冬两季比春夏两季要少几天.(说明：春分、秋分是太阳直射赤道;夏至是太阳直射北回归线;冬至是太阳直射南回归线)

Answer 1

解析：从地球绕太阳的运动规律入手,明确四季交替时太阳与地球的相对位置,建立起空间图景,根据春分、夏至、秋分、冬至的规定和物体的运动规律进行论证.

论证：假设(1)：地球绕太阳做匀速圆周运动,根据春分、夏至、秋分、冬至的规定,建立如图7-1-1所示的空间关系.因为南北回归线相对于赤道对称,根据圆周运动的知识,可知从冬至到春分和从春分到夏至的运动时间应该相等,即秋冬两季和春夏两季的时间应相等,但事实是秋冬两季比春夏两季时间要少,说明地球绕太阳的运动不是匀速圆周运动.

                 

图7-1-1                                          图7-1-2

    假设(2)：地球绕太阳做椭圆运动,而太阳位于椭圆的一个焦点上,建立如图7-1-2所示的空间关系.根据曲线运动的受力特点,地球必受太阳的引力作用,当地球从冬至到春分再到夏至的过程中太阳对地球的引力要做负功,因为引力的方向与运动方向的夹角大于90°,速度减小,所以v_冬至＞v_夏至.而春夏两季和秋冬两季所走的路程基本相等,速度不同,所以时间不同,由于地球在秋冬两季时运动速度大,所以时间要短些.春夏两季一般在186天左右,而秋冬两季只有179天左右.