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1、大气受热过程和大气运动教学设计教学目标1运用大气受热过程示意图，说明大气受热过程和大气对地面的保温作用；2根据大气受热过程原理和保温作用原理解释常见的地理现象，理解大气的重要性；3. 理解大气热力环流的基本原理，绘制热力环流示意图，并能解释相关地理现象；4. 分析海陆间和城乡间的热力环流形成过程，认识到热力环流对生产和生活的影响；5. 理解大气运动的受力状况，在等压线图上判断风力的大小及风向。重点难点【教学重点】1. 说明大气受热过程和大气热力环流原理。【教学难点】1. 运用事实解释自然界和生活中的热力环流。2. 说明风的形成和风向规律。第2课时教学过程【课程引入】师：一个月黑风高的夜晚，海边
2、的度假小屋发生一起谋杀案。警察根据线索很快抓住两个嫌疑犯甲和乙。警察问他们案发当晚两个人在哪里，甲说：“当晚我在海边漫步，海风迎面吹来，让我觉得心旷神怡，整个晚上我都在吹海风。”乙说：“我站在沙滩上望着大海想心事，感觉凉风从后背袭来，阴风阵阵，确实让人害怕。”请大家思考一下，两个嫌疑人口供中的矛盾点是什么？生：（可能的回答）夜晚的风向不同师：两个人的说辞不同，可见他们中有人说了谎，说谎的人很有可能是真正的凶手。让我们通过今天的学习，来找出真正的凶手吧！（板书）热力环流【讲授新课】师：大气中的热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直
3、运动表现为气流上升或气流下沉。大气的水平运动即为风。大气运动最简单的形式就是热力环流，它是由于地面冷热不均而形成的空气环流。大家不妨利用生活中的案例来了解大气的运动。出示：空调和暖气的照片师：空调和暖气是我们家中常用的生活物品，暖气主要是在冬季为房屋供暖，空调主要是夏季为房屋降温。大家回忆一下，空调和暖气都安装在我们家庭的什么位置上呢？生：（可能的答案）制冷空调往往采用壁挂式，暖气往往安装在靠近地面的位置。师：大家知道空调和暖气为什么安装在房屋的这些位置吗？生：（可能的答案）空气热胀冷缩，运动方向不同等。出示：热水和冰淇淋图片师：因为空调和暖气的气流的运动方向我们不太容易看到，所以我们选择了冬
4、季的一碗热水和夏季的冰激凌来观察，由于热水、冰淇淋的温度与周围的气温有明显差异，很快就凝结成了小水滴，也就是我们所说的“白汽儿”，请大家观察图中“白汽儿”的运动方向，试着总结空气在受热、受冷情况下的运动状况。生：（可能的答案）空气受热膨胀上升，空气受冷则收缩下沉。师：为了更加充分地理解本节课的知识，我们需要补充了解大气的相关物理学知识和规律。出示：气压的示意图师：气压就是单位面积上方空气柱产生的压力。请大家比较A处与B处的气压大小。生：（可能的答案）PAPB出示：等压面示意图师：我们将大气中气压值相等的点连在一起就形成了等压线，气压值相等的点所构成的面就是等压面。当地面受热均匀时，空气没有相对
5、上升和相对下沉的运动。请大家观察并归纳此时等压面的分布特点。生：（可能的答案）等压面平行于地面，气压自地面向高空降低。出示：北半球大气上界太阳辐射的分布师：通过上节课的学习，我们知道太阳辐射是大气受热的根本热源，而太阳辐射在地球上各纬度分布不均，因此地球表面会有明显的冷热差异。（板书）地面冷热不均出示：地面冷热不均示意图师：请大家结合刚才我们分析的冷热空气运动趋势，试着在图中画出三个地点空气的运动方向。生：（可能的答案）师：中间地点接受的热量多，近地面空气膨胀上升，在上空聚积。两侧地点空气冷却收缩下沉，在近地面聚积。这是热力环流发生的第一步，由于地面冷热不均导致空气的垂直运动。出示：三个地点的
6、空气密度的动画变化示意图师：由于空气的垂直运动，使得不同高度的空气密度发生变化。请大家观察动画示意图，分别说出三个地点近地面和高空处的空气密度和气压变化。生：（可能的答案）受热处空气受热膨胀上升，到上空聚积，使得上空空气密度增大，比同海拔高度的其他两处气压增大；近地面处空气密度减小，与其他两处比气压降低。遇冷处空气收缩下沉，上空空气密度减小，气压降低；近地面空气密度增大，气压升高。出示：不同海拔高度的气压变化和气压差异示意图 师：大家说的很好，由于空气的垂直运动，使得不同地点在同一水平高度出现气压差，这是热力环流形成的第二步。出示：等压面变形图师：由于同一水平高度气压的变化，等压面不能维持平行
7、于地面的状态，发生变形。出示：由于垂直运动导致等压面弯曲的示意图师：在近地面，受热的地方气压低，冷却的地方气压高，因此受热处等压面向海拔低处凸出，冷却的地方等压面向海拔高处凸出。在高空，受热处的高空气压高于同海拔其他地区，等压面向海拔高处凸出，冷却处的高空气压比同海拔高度低，等压面向海拔低处凸出。出示：大气水平运动示意图师：空气与水体相似，具有流动性。水由高处流向低处，空气由气压高处流向气压低处。由于地表同一海拔高度出现气压差，因此气流由气压高处流向气压低处，形成了大气的水平运动。到此，热力环流就形成了。出示：热力环流示意图师：近地面空气膨胀上升，在高空聚积，空气密度增大，形成高气压，等压线凸
8、向高处；近地面空气受热上升，使得近地面空气密度减小，形成低气压，等压线凹向低处。近地面空气冷却收缩下沉，使近地面空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处；近地面空气冷却收缩下沉，使高空的空气密度减小，形成低气压，等压面凹向低处。师：接下来，请大家回忆刚才所学，总结热力环流的形成过程。（板书）形成过程生：（可能的答案）地面冷热不均导致气流垂直方向的运动，进而使同一水平面产生气压差异，这导致了气流水平方向的运动。师：气流的垂直运动形成同一水平面的气压差，也就是气压梯度，进而使大气发生水平运动，气流形成环状运动轨迹。我们将因地面冷热不均造成的大气运动称为热力环流。请大家观察热力环流的形成过程，找出热
9、力环流形成的根本原因和直接原因分别是什么？生：（可能的答案）根本原因是地面冷热不均，直接原因是同一水平面产生的气压差异。师：通过对热力环流形成过程的梳理，请大家思考气温、气压、气流三者之间的关系。生：（可能的答案）气温差异导致气压差异，气压差异决定了气流的运动方向。师：说得很好。近地面的同一水平面上，气温越高，气压越低，气流总是从气压高的地方流向气压低的地方。师：热力环流是大气运动最简单的形式，是一种生活中常见的自然现象。在我们生活的城市与郊区之间就存在热力环流。出示：市区与郊区示意图师：请大家思考并完成以下内容：1.用“冷”和“热”标注市区和郊区之间的温度差异。生：（可能的答案）市区热，郊区
10、冷。2.分析城市中心区与郊区温度差异的原因。生：（可能的答案）城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。3.绘制城市中心区与郊区之间的热力环流示意图。生：（可能的答案）空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流。4.思考城市热力环流对工业布局的影响。生：（可能的答案）一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。师：热力环流在海洋和陆地之间也存在。我们回到本节课开头的“海边谋杀案”。出示：夜晚的海陆示意图师：接下来，让我们用本节课学到的知识来判断一下两个嫌疑人中谁
11、说谎了。1.用“冷”和“热”标注夜晚海洋和陆地间的温度差异。生：（可能的答案）夜晚海洋热，陆地冷2.绘制海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向。生：（可能的答案）见图3.根据气流垂直运动的方向，标出海洋、陆地表面气压的高低，再标出海洋、陆地上空气压的高低。生：（可能的答案）4.绘制海陆之间的大气水平运动方向，完成热力环流模式图。生：（可能的答案）见图5.据图判断甲、乙两人证词的正误。生：（可能的答案）甲在说谎，证词有误。师：尝试绘图说明白天海洋和陆地之间的热力环流。生：（可能的答案）白天海陆间热力环流的方向为顺时针。出示：海陆风示意图师：白天，陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋
12、，风从海洋吹向陆地，形成海风。夜晚，陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风。师：分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。生：（可能的答案）白天来自海洋的风凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温暖干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果使得滨海地区的气温日较差较小。活动：设计大气热力环流的验证实验1.按照座位前后四人为单位划分活动小组。2.依据已有的实验器材（热水、冰块、碗、玻璃容器、保鲜膜、打火机、一枝香），设计实验方案。3.按照方案实施实验，绘制实验中出现的现象，针对实验不足之处思考改进措施。4.完善实验方案，撰写实
13、验报告，小组汇报。生：（可能的答案）小组汇报实验过程和结果出示：同一水平面的气压差异师：地面受热不均，导致空气上升或下沉，进而使同一水平面上的气压产生差异。（板书）水平气压差异师：我们将同一水平面上，单位距离间的气压差，称为气压梯度。请大家观察左右两幅图，思考：两幅图中A、B之间气压梯度是多少？生：（可能的答案）左图的气压梯度为20hpa，右图的气压梯度为40hpa。师：由此可知，等压线密集，单位距离气压差异大，气压梯度大。出示：水平气压梯度力示意图师：由于气压梯度的存在产生了水平气压梯度力，这个力指促使水平面上的气体由高压流向低压的力。它决定了风力的大小。是风形成的直接原因。（板书）大气水平
14、运动师：请大家认真观察水平气压梯度力的示意图，思考：1.水平气压梯度力的方向是？生：（可能的答案）水平气压梯度力垂直于等压线，由高压区指向低压区。2.仅在水平气压梯度力作用下，风向应该是？生：（可能的答案）与水平气压梯度力方向相同。3.水平气压梯度力与风速的关系？生：（可能的答案）与风速成正比。师：风的形成还受到地转偏向力的影响。地转偏向力指导致物体水平运动方向发生偏转的力。出示：地转偏向力示意图师：右图中紫色箭头表示物体原计划运动方向，红色箭头表示物体实际运动方向。请归纳地球上物体水平运动的偏转规律。生：（可能的答案）赤道上不偏转，北半球向右偏转，南半球向左偏转。出示：北半球高空风的形成示意
15、图师：观察高空风的形成示意图，思考：1.高空风的形成过程中受到哪些力的作用？生：（可能的答案）水平气压梯度力、地转偏向力2.说出高空风的最终风向与等压线关系。生：（可能的答案）高空风的最终风向平行于等压线。3.试着绘制南半球高空风的风向示意图。生：（可能的答案）图略。风向向左偏转。（板书）受力状况、风向差异师：风在水平气压梯度力的影响下形成，一旦形成立刻会受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。在北半球，风向向右偏转，在南半球，风向向左偏转，赤道上不偏转。在只受到水平气压梯度力和地转偏向力的作用下，风向最终与等压线平行。出示：北半球近地面风向示意图师：请大家观察北半球近地面风的形成过程，思考：1.近地面风的形成受到哪些力的影响？生：（可能的答案）水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力师：摩擦力是指两个相互接触的物体做相对运动时，接触面之间所产生的一种阻碍物体运动的力。摩擦力的方向与风向相反。2.在三种力共同作用下，风向与等压线关系？生：（可能的答案）与等压线斜交出示：海平面气压分布（2016年11月9日6时）师：等
