關(guān)于冷熱不均引起大氣運(yùn)動的高一地理教案
一、知識目標(biāo)
1.使學(xué)生了解大氣的受熱過程，理解地面是近地面大氣主要、直接的熱源。
2.了解大氣運(yùn)動的能量來源、大氣運(yùn)動的根本原因。
3.使學(xué)生要會敘述熱力環(huán)流的形成過程，理解地表冷熱不均引起的大氣運(yùn)動，理解水平氣壓梯度力是風(fēng)形成的原動力和直接原因。
4.使學(xué)生了解水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、近地面摩擦力對大氣水平運(yùn)動的影響，理解大氣運(yùn)動的根本原因，大氣環(huán)流的形成。
5.在等壓線圖上表示實際大氣中的風(fēng)向。
二、能力目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生讀圖、析圖、繪圖能力，提高綜合分析問題以及運(yùn)用地理知識解決實際問題的能力。
2.學(xué)生要會運(yùn)用簡單的等壓線分布圖，分析、判斷風(fēng)向。
3.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生的觀察力、推理和空間想象能力得到發(fā)展。
三、德育目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、不怕困難的心理品質(zhì)，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義思想教育。
2.使學(xué)生認(rèn)識大氣運(yùn)動與人們生活和生產(chǎn)活動的關(guān)系，明確人類活動應(yīng)如何趨利避害。
3.能將所學(xué)知識運(yùn)用于實際，服務(wù)于社會。
【教學(xué)重點】
1.熱力環(huán)流的形成過程。
2.大氣運(yùn)動的基本形式及大氣水平運(yùn)動的幾種作用力。
【教學(xué)難點】
1.熱力環(huán)流的動態(tài)過程引起的等壓面的彎曲方向。
2.影響大氣水平運(yùn)動的“三力”及其作用下的風(fēng)向。
【課時安排】2課時
【教具設(shè)計】投影儀、投影片、多媒體、海平面氣壓場分布掛圖、板圖、紙箭頭
【講授過程】
第一課時 熱力環(huán)流
【新課導(dǎo)入】
我們學(xué)習(xí)了行星地球，知道地球是宇宙中一顆既普通又特殊的天體。
為什么說地球是一個普通的天體?——(學(xué)生回答：因為地球作為太陽系中的一顆行星，與其他行星一樣，是物質(zhì)的和運(yùn)動的，所以地球是一個普通的天體)
為什么說地球是顆特殊的天體?一(學(xué)生回答：地球是太陽系中惟一有生命物質(zhì)的天體，也是整個宇宙中惟一確知有生命物質(zhì)的天體)
如果地球上沒有大氣，也就沒有生物界，沒有人類及其賴以生存的自然環(huán)境。大氣是自然地理環(huán)境中最活躍的組成部分。我們從這節(jié)課開始探討地球上的大氣。
【板書】第二章 地球上的大氣
【介紹】圍繞在地球周圍的厚厚的大氣，不僅提供了動植物維持生命活動所需要的各種氣體，而且還是地球上生物生存不可缺少的保護(hù)層。同時，大氣中進(jìn)行著各種不同的物理過程，產(chǎn)生著各種不同的物理現(xiàn)象，它們對自然地理環(huán)境的形成和變化具有深刻的影響;對人類的生產(chǎn)和生活也具有重大作用。
【過渡】地球周圍的大氣好像一部巨大的機(jī)器，日夜不停地運(yùn)動著。它的運(yùn)動形式多種多樣，范圍有大有小，正是這種不停的大氣運(yùn)動，形成了地球上不同地區(qū)的天氣和氣候。大氣為什么會運(yùn)動，以及怎樣運(yùn)動這是我們這一節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
【板書】第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運(yùn)動
一、大氣的受熱過程
【指導(dǎo)讀書】(備注：采用投影的形式展示)
大氣中的一切物理過程都伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，請閱讀教材P30大氣的受熱過程部分，思考：
1.地球大氣最重要的能量來源是什么?
2.復(fù)述大氣的增溫原理?
3.近地面大氣主要、直接的熱源是什么?
4.物體的溫度與輻射中最強(qiáng)部分的波長的關(guān)系?太陽輻射和地面輻射分別為何種類型?
5.何為大氣逆輻射?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】
1.地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。
2.投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達(dá)地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，部分被大氣吸收或反射，大部分到達(dá)地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式(圖2.1)。
3.近地面大氣主要、直接的熱源是地面。
從大氣的受熱過程來看，地球大氣對太陽短波輻射吸收得較少，大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面;而大氣對地面長波輻射吸收得卻比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留下采。
大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運(yùn)動狀態(tài)。
4.物體的溫度越高，輻射中最強(qiáng)部分的波長越短;反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長得多。相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。
5.大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射。
【過渡】結(jié)合我們剛才介紹的大氣的受熱過程，思考我們課前安排大家觀察的燒一鍋開水時，鍋里沸騰的開水，中間水向上冒，鍋邊水往下沉。點燃一小堆紙時，紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，又從火堆四周下沉，然后又進(jìn)入火堆的原理是什么呢?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】以上這兩種現(xiàn)象都是由于中間和四周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象。這就是我們今天要講的第二個問題：
【板書】二、熱力環(huán)流
【說明】由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運(yùn)動的一種最簡單的形式。那么熱力環(huán)流的具體過程是怎樣的呢?請大家閱讀教材P32，思考熱力環(huán)流的形成原理?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】下面我們就這兩幅圖一起來分析一下熱力環(huán)流的動態(tài)過程。
【投影片展示】
【講解】
(1)若A、B、C三地(如左上圖)受熱均勻，則
�、偃貧鉁叵嗤�; ②三地氣壓相同; ③三地氣壓隨高度遞減的規(guī)律相同;
④三地上空同一水平面上各點的氣壓相等，等壓面為互相平行的水平面。
(2)若A地受熱(如右上圖)，則
①A地氣溫較高，B、C兩地氣溫較低;
�、贏地空氣受熱膨脹上升，B、C兩地空氣相對冷卻下沉，引起空氣的垂直運(yùn)動;
�、跘地近地面空氣膨脹上升，密度減小，氣壓降低，B、C兩地近地面空氣相對冷卻下沉，密度增大，氣壓升高，三地近地面處同一水平面上的氣壓A地較小，B、C兩地較大，迫使空氣從B、C流向A，導(dǎo)致空氣水平運(yùn)動，此時三地近地面的等壓面不再是水平面，在氣壓較低的A處，等壓面往下移，在氣壓較高的B、C處，等壓面往上移;
④A地上空一定高度A′處，因上升的空氣聚積密度增大，氣壓比同一水平面上周圍地區(qū)高，B′、C′處因空氣下沉后密度減小，氣壓比同一水平面上的周圍地區(qū)低，空氣就從氣壓較高的A′處流向氣壓較低的B′、C′處，形成熱力環(huán)流。
【板書】1.冷熱不均引起的熱力環(huán)流
由于同一水平面上的A′、B′、C′點三地氣壓不再相等，等壓面也不再是水平面，在A′處往上移，在B′、C′處往下移，就形成了彎曲的等壓面。
空間氣壓值相等各點所組成的面，稱為等壓面。等壓面凸起的 地方是高壓區(qū)，等壓面下凹的地方是低壓區(qū)。
【板書】2.等壓面的彎曲方向
【特別注意】【板書】3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關(guān)系。
【總結(jié)】【板書】
【討論與思維拓展】(備注：采用投影的形式展示)
請同學(xué)們做以下思考：
某城市為我國重要的鋼鐵、化學(xué)工業(yè)基地，該城工業(yè)區(qū)、商業(yè)、文化及住宅區(qū)的分布如簡圖所示，住在該城的居民們發(fā)現(xiàn)，白天商業(yè)、文化和住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象會加劇，每到夜晚則減輕，請分析其原因。還有，該城市是新興工業(yè)城市，這里的老居民們說，現(xiàn)在一年中陰天的日子比過去多了，請分析其現(xiàn)象及原因。
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】以上內(nèi)容，結(jié)合其地理位置，可做如下分析：
白天，山坡地面接受太陽輻射后溫度升高、地面長波輻射增強(qiáng)，山坡上的空氣因為受地面長波輻射后增溫并膨脹上升，這樣，白天就出現(xiàn)沿山坡向上爬升的氣流，這股氣流也就把谷底工業(yè)區(qū)排放的大氣污染物帶到坡面上部的文化、商業(yè)和住宅區(qū)，加劇了污染。而到了晚上，山坡首先降溫，山坡上的氣流變?yōu)槭湛s下沉，工業(yè)區(qū)的污染物被抑制上升，商業(yè)、文化和住宅區(qū)的污染則得到減輕。因此，這一城市的住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象，白天加劇，夜晚減 輕。這一原理，指大氣在山谷與山坡之間的環(huán)流運(yùn)動，我們習(xí)慣稱之為山谷環(huán)流，也即山谷風(fēng)。
第二問的分析：該市是工業(yè)區(qū)，工廠建成后，工廠在生產(chǎn)過程中向大氣中排放的大量固體雜質(zhì)成為水汽的凝結(jié)核，凝結(jié)核的增多使城市上空的水汽更容易發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，因此，這一地區(qū)的陰天也就多了。
【課堂小結(jié)】略
【課后作業(yè)】
結(jié)合所學(xué)知識分析教材P33活動中的海陸風(fēng)及P56城市熱島環(huán)流的形成原理。
【板書設(shè)計】
第二章 地球上的大氣
第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運(yùn)動
一、大氣的受熱過程
二、熱力環(huán)流
1.冷熱不均引起的熱力環(huán)流
2.等壓面的彎曲方向
3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關(guān)系。
【新課導(dǎo)入】
我們學(xué)習(xí)了行星地球，知道地球是宇宙中一顆既普通又特殊的天體。
為什么說地球是一個普通的天體?——(學(xué)生回答：因為地球作為太陽系中的一顆行星，與其他行星一樣，是物質(zhì)的和運(yùn)動的，所以地球是一個普通的天體)
為什么說地球是顆特殊的天體?一(學(xué)生回答：地球是太陽系中惟一有生命物質(zhì)的天體，也是整個宇宙中惟一確知有生命物質(zhì)的天體)
如果地球上沒有大氣，也就沒有生物界，沒有人類及其賴以生存的自然環(huán)境。大氣是自然地理環(huán)境中最活躍的組成部分。我們從這節(jié)課開始探討地球上的大氣。
【板書】第二章 地球上的大氣
【介紹】圍繞在地球周圍的厚厚的大氣，不僅提供了動植物維持生命活動所需要的各種氣體，而且還是地球上生物生存不可缺少的保護(hù)層。同時，大氣中進(jìn)行著各種不同的物理過程，產(chǎn)生著各種不同的物理現(xiàn)象，它們對自然地理環(huán)境的形成和變化具有深刻的影響;對人類的生產(chǎn)和生活也具有重大作用。
【過渡】地球周圍的大氣好像一部巨大的機(jī)器，日夜不停地運(yùn)動著。它的運(yùn)動形式多種多樣，范圍有大有小，正是這種不停的大氣運(yùn)動，形成了地球上不同地區(qū)的天氣和氣候。大氣為什么會運(yùn)動，以及怎樣運(yùn)動這是我們這一節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
【板書】第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運(yùn)動
一、大氣的受熱過程
【指導(dǎo)讀書】(備注：采用投影的形式展示)
大氣中的一切物理過程都伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，請閱讀教材P30大氣的受熱過程部分，思考：
1.地球大氣最重要的能量來源是什么?
2.復(fù)述大氣的增溫原理?
3.近地面大氣主要、直接的熱源是什么?
4.物體的溫度與輻射中最強(qiáng)部分的波長的關(guān)系?太陽輻射和地面輻射分別為何種類型?
5.何為大氣逆輻射?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】
1.地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。
2.投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達(dá)地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，部分被大氣吸收或反射，大部分到達(dá)地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式(圖2.1)。
3.近地面大氣主要、直接的熱源是地面。
從大氣的受熱過程來看，地球大氣對太陽短波輻射吸收得較少，大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面;而大氣對地面長波輻射吸收得卻比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留下采。
大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運(yùn)動狀態(tài)。
4.物體的溫度越高，輻射中最強(qiáng)部分的波長越短;反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長得多。相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。
5.大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下
的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射。
【過渡】結(jié)合我們剛才介紹的大氣的受熱過程，思考我們課前安排大家觀察的燒一鍋開水時，鍋里沸騰的開水，中間水向上冒，鍋邊水往下沉。點燃一小堆紙時，紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，又從火堆四周下沉，然后又進(jìn)入火堆的原理是什么呢?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】以上這兩種現(xiàn)象都是由于中間和四周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象。這就是我們今天要講的`第二個問題：
【板書】二、熱力環(huán)流
【說明】由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運(yùn)動的一種最簡單的形式。那么熱力環(huán)流的具體過程是怎樣的呢?請大家閱讀教材P32，思考熱力環(huán)流的形成原理?
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】下面我們就這兩幅圖一起來分析一下熱力環(huán)流的動態(tài)過程。
【投影片展示】
【講解】
(1)若A、B、C三地(如左上圖)受熱均勻，則
�、偃貧鉁叵嗤�;
②三地氣壓相同;
�、廴貧鈮弘S高度遞減的規(guī)律相同;
④三地上空同一水平面上各點的氣壓相等，等壓面為互相平行的水平面。
(2)若A地受熱(如右上圖)，則
�、貯地氣溫較高，B、C兩地氣溫較低;
�、贏地空氣受熱膨脹上升，B、C兩地空氣相對冷卻下沉，引起空氣的垂直運(yùn)動;
�、跘地近地面空氣膨脹上升，密度減小，氣壓降低，B、C兩地近地面空氣相對冷卻下沉，密度增大，氣壓升高，三地近地面處同一水平面上的氣壓A地較小，B、C兩地較大，迫使空氣從B、C流向A，導(dǎo)致空氣水平運(yùn)動，此時三地近地面的等壓面不再是水平面，在氣壓較低的A處，等壓面往下移，在氣壓較高的B、C處，等壓面往上移;
�、蹵地上空一定高度A′處，因上升的空氣聚積密度增大，氣壓比同一水平面上周圍地區(qū)高，B′、C′處因空氣下沉后密度減小，氣壓比同一水平面上的周圍地區(qū)低，空氣就從氣壓較高的A′處流向氣壓較低的B′、C′處，形成熱力環(huán)流。
【板書】1.冷熱不均引起的熱力環(huán)流
由于同一水平面上的A′、B′、C′點三地氣壓不再相等，等壓面也不再是水平面，在A′處往上移，在B′、C′處往下移，就形成了彎曲的等壓面。
空間氣壓值相等各點所組成的面，稱為等壓面。等壓面凸起的地方是高壓區(qū)，等壓面下凹的地方是低壓區(qū)。
【板書】2.等壓面的彎曲方向
【特別注意】【板書】3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關(guān)系。
【討論與思維拓展】(備注：采用投影的形式展示)
請同學(xué)們做以下思考：
某城市為我國重要的鋼鐵、化學(xué)工業(yè)基地，該城工業(yè)區(qū)、商業(yè)、文化及住宅區(qū)的分布如簡圖所示，住在該城的居民們發(fā)現(xiàn)，白天商業(yè)、文化和住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象會加劇，每到夜晚則減輕，請分析其原因。還有，該城市是新興工業(yè)城市，這里的老居民們說，現(xiàn)在一年中陰天的日子比過去多了，請分析其現(xiàn)象及原因。
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】以上內(nèi)容，結(jié)合其地理位置，可做如下分析：
白天，山坡地面接受太陽輻射后溫度升高、地面長波輻射增強(qiáng)，山坡上的空氣因為受地面長波輻射后增溫并膨脹上升，這樣，白天就出現(xiàn)沿山坡向上爬升的氣流，這股氣流也就把谷底工業(yè)區(qū)排放的大氣污染物帶到坡面上部的文化、商業(yè)和住宅區(qū)，加劇了污染。而到了晚上，山坡首先降溫，山坡上的氣流變?yōu)槭湛s下沉，工業(yè)區(qū)的污染物被抑制上升，商業(yè)、文化和住宅區(qū)的污染則得到減輕。因此，這一城市的住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象，白天加劇，夜晚減輕。這一原理，指大氣在山谷與山坡之間的環(huán)流運(yùn)動，我們習(xí)慣稱之為山谷環(huán)流，也即山谷風(fēng)。
第二問的分析：該市是工業(yè)區(qū)，工廠建成后，工廠在生產(chǎn)過程中向大氣中排放的大量固體雜質(zhì)成為水汽的凝結(jié)核，凝結(jié)核的增多使城市上空的水汽更容易發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，因此，這一地區(qū)的陰天也就多了。
【課堂小結(jié)】略
【課后作業(yè)】
結(jié)合所學(xué)知識分析教材P33活動中的海陸風(fēng)及P56城市熱島環(huán)流的形成原理。
【板書設(shè)計】
第二章 地球上的大氣
第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運(yùn)動
一、大氣的受熱過程
二、熱力環(huán)流
1.冷熱不均引起的熱力環(huán)流
2.等壓面的彎曲方向
3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關(guān)系。
第二課時 大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)
【復(fù)習(xí)舊課】
1.大氣環(huán)流形成的根本原因是什么?
2.說說城市風(fēng)、山谷風(fēng)、海陸風(fēng)的風(fēng)向及變化。
【學(xué)生回答】略
【引入新課】
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，大氣運(yùn)動有兩種基本形式;水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動，其中對我們影響最大的是大氣的水平運(yùn)動，也就是風(fēng)。今天我們專門來學(xué)習(xí)它。
【板書】三、大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)
【講授新課】
【指導(dǎo)讀書】請同學(xué)們閱讀教材P33—34內(nèi)容，思考回答：
1.形成風(fēng)的直接原因是什么?
2.受哪個力的作用下，風(fēng)向與等壓線是平行的?這種風(fēng)向在什么地方存在?
3.了試說明風(fēng)的形成過程及其風(fēng)在不同力的作用下，風(fēng)向的變化情況。
【學(xué)生回答】略
【總結(jié)講解】
【板書】(一)作用力
1.水平氣壓梯度力——形成風(fēng)的直接原因
(1)氣壓梯度：單位距離間的氣壓差。
(2)水平氣壓梯度力：促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力。
方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓;
大小：與氣壓梯度成正比;
【板書】2.水平地轉(zhuǎn)偏向力——只改變風(fēng)向，不改變風(fēng)速
(1)方向：北半球右偏、南半球左偏;
(2)判定：
(北半球)背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左。
(南半球)背風(fēng)而立，高壓在左，低壓在右。
【板書】3.摩擦力——既改變風(fēng)向，又改變風(fēng)速
(1)方向：與運(yùn)動方向相反
(2)可以減小風(fēng)速
【討論】我們剛才介紹了影響大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)的三種作用力，請大家思考是否所有位置的風(fēng)都受到這三種力的影響呢?
【學(xué)生回答】略
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