风和降水（用纸飞机测风向）拓展课教学设计

八上
第二章第四节
风和降水拓展课
用纸飞机测风向
为什么做
这个实验将帮助我们获得下列问题的答案：1.气象观测中，风向是风向标箭头指向还是箭尾的指向？
2.如何用纸飞机测风向？
通过这个实验，我们还应该能：
学会利用指南针判断方向。
设计几种不同的观测风向的方案进行实际运用
器材
电风扇，指南针，纸片，铅笔
准备
了解风向：风吹过来的方向叫风向。如从东方
( http: / / www.21cnjy.com )吹向西方的风叫东风，西北风就是从西北方向吹向东南方向的风。在气象观测中，风向是由风向标的箭头指向来判定的。
链接如何用指南针来判断方向：把指南针圆盘放
( http: / / www.21cnjy.com )平，待指南针的磁针稳定后再轻轻转动圆盘，使刻度盘上的北方与磁针的N极指向一致。然后根据刻度盘上所标的方向来判断实际的方向。
怎样做
步骤和记录
折一架纸飞机，中间用铅笔穿过。用手握着铅笔，将纸飞机放在开启的电风扇前，观察纸飞机的机头和尾翼的指向，借助指南针判断风向。
用这个纸飞机装置到操场上实地观测一下今天的风向，需要借助指南针。
活动指导
折纸飞机的纸张最好轻而又弹性，折的时候要注
( http: / / www.21cnjy.com )意对折，铅笔穿过处最好是飞机的重心，要转动灵活。如果转动不够灵活，也可以采用在铅笔的橡皮头上插入大头针来做飞机的转轴。或者用吸饮料的吸管，两端割开一条一厘米长的缝隙，插入用彩色卡纸剪成的箭头和箭尾，用大头针穿过吸管的平衡点，另一端刺入铅笔顶端的橡皮中，做成一个简易的风向标来代替纸飞机。观察时任要站在纸飞机的后方。注意台式电风扇的用电安全。
。选择风稍微大一点的天气。
回顾与反思
纸飞机用什么质地的纸片，折成怎样的形状更有利于测风向？
在日常生活中，还可以用哪些方法来判定风向？
进一步的研究
用纸飞机测风向的实验使你明
( http: / / www.21cnjy.com )白了风向标指示风向的方法。你是否在想：这是运用了什么原理呢？为什么风向标会有一定的指向呢？阅读下面的内容，会帮助你了解风向标的原理。
简介
风向标外形可分为尾翼
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"欢迎登陆21世纪教育网 )、平衡锤、指向杆、转动轴四部分。风向标和风向是分别利用磁感风速杯和风向标来量度。磁感风速杯通常有三个对称风杯，固定於垂直轴上，令每个风杯的直径面都是垂直。由於风杯凹面比凸面承受较大的风力，风杯轮便会随风转动，观测员可从风杯转动的速度来确定风速。
至於风向，则由风向标显示。风向标基本上
( http: / / www.21cnjy.com )是一个不对称形状的物体，重心点固定於垂直轴上。当风吹过，对空气流动产生较大阻力的一端便会顺风转动，显示风向。
折叠
( http: / / baike. / doc / 1498451-1584464.html"
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"# )原理
当风的来向与风向标成某一交角时，风
( http: / / www.21cnjy.com )对风向标产生压力，这个力可以分解成平行和垂直于风向标的两个风力。由于风向标头部受风面积比较小，尾翼受风面积比较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风压产生风压力矩，使风向标绕垂直轴旋转，直至风向标头部正好对风的来向时，由于翼板两边受力平衡，风向标就稳定在某一方位。
风向标的箭头永远指向风的来源，其原理其实非常简单:箭尾受风面积比箭头大，若箭头及箭尾均受风，箭尾必会被风推后，使箭头移往风的来源。风向标
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"欢迎登陆21世纪教育网 )装置于高杆子上，为使风向纪录更准确，必须于杆底用指南针测定10秒的风向(当时风向须稳定)。
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定义
地面风普遍是以方向和速度的两个数值来说明的二维水平向量。地面风
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"欢迎登陆21世纪教育网 )通常是用风向标和风杯风速表或螺旋桨式风速表来测量。
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规定
由于受到摩擦力的影响，风速会随着高
( http: / / www.21cnjy.com )度上升而增加。故此，我们为风速表安放於空旷地区定下了一个标准高度。故此，我们为风速表安放于空旷地区定下了一个标准高度。风速表安放于平坦而空旷地区的标准高度是离地面10米。空旷地区是指风速表与任何障碍物相距不少於该障碍物10倍
量度单位风速︰米/秒(m/s)
公里/小时(km/h)公里/小时(km/h)
海里/小时(knots)海里/小时(knots)
换算因子︰
1米/秒1米/秒
1公里/小时1公里/小时
1海里/小时1海里/小时
=3.6公里/小时=3.6公里/小时=0.278米/秒=0.278米/秒=0.514米/秒=0.514米/秒
=1.944海里/小时=1.944海里/小时=0.540海里/小时=0.540海里/小时=1.852公里/小时=1.852公里/小时
风向︰风向界定为风来自的方向，并从地理上的北方开始顺时针方向量度。
方位点(例如:北、东北、东、南、西)
角度(例如:360o,045o,090o,180o,270o)
风向和风速也会影响生物的活动。例如在当风的地
( http: / / www.21cnjy.com )方，空气流动速度较快，环境中水份的流失速度会增加，於其中活动的生物会表现出不同程度的适应性，如形成防止水份流失的特别构造。
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"欢迎登陆21世纪教育网 )其它
在风力的作用下，风向标绕铅
( http: / / www.21cnjy.com )直轴旋转，使风尾摆向下风方向，头部指向风的来向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上，以电触点式最为简单，但一般只能作到每一个方位(22.5°)有一个触点
。精确的方法有自整角机和光电码盘。
常识
折叠
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概述
怎样看懂风向与风力的表示符号，用什么符号表示几级风
由风矢表示，由风向秆和风羽组成。
风向秆:
指出风的业向，有8个方位。
风羽:
由3、4个短划和三角表示大风风力，垂直在风向杆末端右侧(北半球
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1--2级:
1
竖杠
1
横
3--4级:
1
竖杠
2
横
5--6级:
1
竖杠
3
横
7--8级:
1
竖杠
4
横
8级以上:1
竖杠
1
三角
像个小旗子
风力等
金属风向级表
风级和符号
名称
风速(米/秒)
陆地物象
海面波浪
浪高(米)
0
无风
0.0-0.2
烟直上
平静
0.0
1
软风
0.3-1.5
烟示风向
微波峰无飞沫
0.1
2
轻风
1.6-3.3
感觉有风
小波峰未破碎
0.2
3
微风
3.4-5.4
旌旗展开
小波峰顶破裂
0.6
4
和风
5.5-7.9
吹起尘土
小浪白沫波峰
1.0
5
劲风
8.0-10.7
小树摇摆
中浪折沫峰群
2.0
6
强风
10.8-13.8
电线有声
大浪到个飞沫
3.0
7
疾风
13.9-17.1
步行困难
破峰白沫成条
4.0
8
大风
17.2-20.7
折毁树枝
浪长高有浪花
5.5
9
烈风
20.8-24.4
小损房屋
浪峰倒卷
7.0
10
狂风
24.5-28.4
拔起树木
海浪
11
暴风
28.5-32.6
损毁普遍
波峰全呈飞沫
11.5
12
飓风
32.7-
摧毁巨大
海浪滔天
14.0
折叠
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"欢迎登陆21世纪教育网 )
风向标原理
风向标
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\o
"欢迎登陆21世纪教育网 )(风速传感器
( http: / / www.21cnjy.com"
\t
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"欢迎登陆21世纪教育网 ))的变换器为码盘和光电组件。当风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中的转动。产生的光电信号对应当时风向的格雷码输出。传感器的变换器可采用精密导电塑料电位器
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"欢迎登陆21世纪教育网 )，从而在电位器活动端产生变化的电压信号输出。