第二章地球的“外衣”——大气
第一节 大气层
[教材分析]
本节知识既是第一册月球、地球知识的延续,又是后续知识天气、气候、大气压等的基础。课标要求通过本节内容的学习,能了解大气层的重要性及大气的两个基本特点——气温的垂直分布特点和分层特点。通过读图的训练,能培养学生从图表中获取信息的能力,能培养学生分析和归纳能力,通过对大气分层的分组讨论,能培养学生交流、表达的能力,能培养学生发散思维的能力。
[教学目标]
一、知识目标
1、 了解大气的重要性。
2、 了解大气温度的垂直分布特点。
3、掌握大气的垂直分布规律。
二、能力目标
1、 培养学生搜集信息的能力。
2、培养学生从图表中获取信息的能力及分析、归纳能力和语言表达能力。
三、情感目标
1、 培养学生在课堂上积极参与的主人翁意识。
2、培养学生的爱国主义精神。
[教学重点与难点]
重点:①大气的垂直分层规律。
②培养学生从图表中获取信息的能力,培养学生分析问题和归纳能力。
难点:大气的垂直分层规律。
[教学设计]
第一课时
<引入>
由童谣引入:弯弯的月亮小小的船,小小的船儿两头尖,我在小小的船里坐,只看见闪闪的星星蓝蓝的天。
师:这首童谣告诉我们,在弯弯的月亮船里可以看到闪闪的星星蓝蓝的天。而根据我们以前的学习,在月球上可以看到这样的景象吗?在哪里可以看到这样美的景色呢?
学生:不能,在地球上才可以看到。
师:为什么呢?
学生:因为地球上有大气
师:是的。我们今天就开始学习第二章地球的“外衣”——大气。去了解大气的有关知识。首先我们要认识一下这层外衣是怎样的,让我们一起走进第一节大气层。
〈新课教学〉
一、大气的存在
1、感受大气的存在
师:同学们一起把书翻到54页,看图2-1,这是科学家从航天飞机上拍摄到的大气的照片。但是,站在地球上的我们却无法看到这样没的景象。但我们可以感受到大气的存在。那同学们是否可以讲讲,你是怎样感受到大气的呢?
学生:人呼吸着空气;云、雨等现象不断的发生。
2、大气
师:多种的自然现象可以让我们感受到大气的存在。大气主要集中在地面以上1000千米左右的高度内,对于这个数据,大家可能没什么感觉。但是这个距离与地球的半径6371千米相比就显得很小了,只有地球半径的1/6不到。同时,大家要注意的是,大气层的厚度在不同地方是有所不同的,一般赤道最厚,两极稍薄。然而对地球而言,大气却非常的重要。重要在那里呢?现在,同学们就可以假设一下,如果没有大气,地球会变得怎样?
学生做出合理的假设
3、大气的重要性
小结:大气对地球非常重要,它像一件盔甲,保护着我们赖以生存的地球。
①阻挡来自宇宙和太阳的有害辐射,是地球上生物生存的保护层。
(由于大气圈的存在,挡住了绝大多数飞向地球的陨石,大气中的臭氧可以拦截下大部分的太阳辐射中的紫外线和来自宇宙的高能粒子流,就像一把保护伞一样保护着地球生命免遭外来的打击。因此,我们称大气圈是地球表面和生命的盾牌。)
②提供动植物维持生命活动所需的各种气体。大气中主要成分中,氮和氧占体积的99%,二氧化碳的含量很少。其中,氧是生命活动所必须的物质;氮是生物体的基本成分;二氧化碳既是绿色植物光合作用的基本原料,又对地面起保温的作用。
③深刻影响地球自然环境。大气中的水汽和固体杂质含量虽少,却是天气变化的重要角色。如:增温、降温、刮风、下雨等大气现象,在漫长的地质年代里,不断地塑造着地球表面的形态。
二、大气的温度
〈过渡〉厚厚的大气层包裹着我们的地球,那随着高度的变化,大气有什么样的变化特点呢?
(提问)世界最高峰,喜马拉雅山地处迟到附近,但山顶却终年积雪,这是为什么呢?
师:有些同学认为随着高度的升高,温度在降低,那是不是一直在降低呢?现在同学们把书翻到55页,看图2-2,通过这幅图,找出大气温度的垂直分布特点。
学生讲自己找到的信息
①在0-12千米、55-85千米之间气温随高度的增加而降低
②在12-55千米之间及85千米以上,气温随着高度的增加温度升高。
讲解:大气温度变化的范围约在-84oC——2500 oC,在85千米以上,大气的温度呈逐渐上升的趋势。
『思考』哈勃望远镜(约600千米高空)的外面为什么要穿一件银白色的“外衣”?
在约离地球600千米的高空,哈勃望远镜帮助我们观测着太空中发生的事情,但是,在它的外面穿了一件银白色的“外衣”,你知道这是为什么吗?(在600千米的高空,大气很稀薄,几乎真空,哈勃望远镜在阳光的照射下温度会升高很高,穿一件银白色的“外衣” ,可以反射阳光降低温度。)
三、大气的分层
师:接下来,同学们就根据刚才我们对大气温度在垂直方向上所总结出来的特点,把大气层进行分层。想想可以分几层?并把你的结论填到书本55页的表格里。
【学生活动】分层填表
问题:你把大气分成几层?你的依据是什么?
师:大气温度在垂直方向上的变化是我们对大气进行分层的主要依据。同时不同高度大气的密度是有所不同的,这主要是由于不同高读大气的组成物质有所不同和大气的稀薄程度的缘故,因此科学家们根据大气的温度、密度和物质组成的特点,把地球大气层分为五层。第一层:(0-17千米)对流层;第二层:(17-50千米)平流层;第三层:(50-80千米)中间层;第四层:人为地又分为两层;(80-500千米)暖层;(500千米以上)外层
【巩固练习】
1、如果地球上没有大气,下列发生的现象中,仍然存在的是( )
A、狂风暴雨 B、雷电交加 C、火山喷发 D 、天空出现彩虹
2、关于大气组成成分及其作用的叙述,正确的是 ( )
(1) 二氧化碳对地面对于保湿作用(2)干洁空气的主要成分是氧和氢
(3) 水汽和固体尘埃集中在高空大气中(4)臭氧能大量吸收太阳紫外线
A、(1)(2) B、(1)(3) C、(1)(4) D、(2)(4)
3、大气中能够成云致雨的成分是 ( )
A、二氧化碳和水汽 B、臭氧和二氧化碳 C、水汽和尘埃 D、 氧和氮
4、被誉为“地球生命的保护伞”的大气成分是 ( )
A、二氧化碳 B、臭氧 C、氧气 D、氮气
【板书设计】
第一节大气层
一、大气的存在
1、大气:主要集中在地面以上1000千米左右的高度内,与地球半径相比,大气显得很薄。
2、大气层的重要性:大气层对地球非常重要----像一件外衣一样保护着地球。
二、大气的温度
1、大气温度的垂直分布:在85千米以下,大气温度随高度的增加而降低;在85千米以上,大气温度随高度的增加而迅速上升。
2、大气温度的变化范围约在-84℃~2500℃之间。
三、大气的分层
大气分层 高度 特点 与人类关系
气温的垂直变 化 空气流动特点
1、对流层 低纬:17-18千米高纬:8-9千米 随高度增加而递减 对流渐渐强烈 天气现象复杂多变。是地球上各种天气变化的发源地
2、平流层 对流层顶部至30---55千米 随高度增加而 递增 以水平运动为主 利于高空飞行。飞行员喜欢在平流层中飞行,可避开下面湍流
3、中间层 平流层之上,到高于海平面85公里高空 气温随高度的增加而下降的很快 对流运动, 保护地球不受流星体的撞击
4、暖层 从中间层顶部到高出海面800公里的高空 气温很高 实现了远距离无线电通信
5、散逸层 大气的最高层,高度最高可达3000公里 大气的温度也很高 地球卫星的轨道就在这一层
第二课时
[教学设计]
<复习引入>
问题:根据大气的温度、密度和物质组成等特点,可以把地球大气层分为五层,从地面到高空分别为?
学生:对流层、平流层、中间层、暖层和外层。
师:在1000千米以上的高度,大气密度已经变得非常小,到距离地表5000千米处,已接近真空。因此外层也就成了地球大气与宇宙空间的过渡层,接下来,我们就来介绍各大气层所在的高度范围以及各层的特点。
A、各大气层是如何分层的?
师:首先我们来介绍一下,我们人类生活的一层大气层,对流层。
现在同学们一起来看一下书本56页图2-6。对流层的范围是多大。
1、对流层:是紧贴地面的一层,它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升,而位于上面的冷空气下沉,这样就发生了对流运动,所以把这层叫做对流层。它的下界是地面,上界因纬度和季节而不同。据观测,在低纬度地区其上界为17-18千米;在中纬度地区为10-12千米;在高纬度地区仅为8-9千米。夏季的对流层厚度大于冬季。以温州为例,夏季的对流层厚度达17公里,而冬季只有11公里,冬夏厚度之差达6公里之多。
2、平流层:从对流层的顶部,直到高于海平面50-55公里的这一层
3、中间层 :平流层之上,到高于海平面85公里高空。中间层顶部尚有水汽存在,可出现很薄且发光的“夜光云”,在夏季的夜晚,高纬度地区偶尔能见到这种银白色的夜光云。
4、暖层 :又叫电离层 。从中间层顶部到高出海面800公里的高空。这一层空气密度很小,在700公里厚的气层中,只含有大气总重量的0.5%。据探测,在120公里高空,声波已难以传播;270公里高空,大气密度只有地面的一百亿分之一,所以在这里即使在你耳边开大炮,也难听到什么声音。
5、散逸层 又叫外层。暖层顶以上的大气。它是大气的最高层,高度最高可达到3000千米。
6、地冕 根据宇宙火箭探测资料表明,地球大气圈之外,还有一层极其稀薄的电离气体,其高度可伸延到22000公里的高空,称之为地冕
接下来,我们就来认识一下各层的气温是如何随高度而发生变化的。
B、各层的气温是如何随高度而发生变化?原因是什么
(一)对流层:
气温随高度的增加而递减。
因为对流层大气的热量绝大部分直接来自地面。因此,离地面越高的大气,受热越少,气温越低;气温垂直递减率为0.6℃/100米。
(二)平流层:气温随高度增加而上升:
因为平流层大气中由于含有臭氧,能大量吸收太阳紫外线,使气温随高度增加而迅速上升。
(三)中间层:这一层大气中,几乎没有臭氧,这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收,所以,在这层大气里,气温随高度的增加而下降的很快,到顶部气温已下降到-83℃以下.由于下层气温比上层高,有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空对流层或上对流层.
(四)暖层:暖层里的气温很高,据人造卫星观测,在300公里高度上,气温高达1000℃以上。所以这一层叫做暖层或者热层。
(五)散逸层:这一层大气的温度也很高,空气十分稀薄,受地球引力场的约束很弱,一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。
C、对流层和平流层中,大气运动的特点是什么?
师:对于对流层与我们关系最密切的一层,这层大气的运动特点是怎么样的呢?我们就通过一个实验来演示一下
(实验演示)点燃线香,看烟的运动
师:根据以上的实验,你能得到对流层大气运动的特点了吗?现在同学们就在书本57页图2-5上用箭头表示出空气对流运动的规律。
A、在对流层中,由于空气上冷下暖,使得热的地方气温高,空气密度小,容易产生空气的上升运动,冷的地方因有空气流向热的地方,从而产生下沉运动,这样就形成了大气的对流运动,所以,对流层是以对流运动为主;
B、而平流层上热下冷,大气稳定,不易形成对流,因此以水平运动为主。
D、在不同纬度,对流层高度是否一样?为什么?
师结:这是因为:低纬地区,地面受热多,对流活动旺盛,因此,对流层高度高;可达17~18千米;而高纬地区,地面受热较少,对流活动较弱,所以,对流层高度低;所以,对流层的高度低,一般只有8~9千米;中纬地区则适中
E、对流层和平流层大气与人类有何关系?对流层大气最靠近地面,几乎集中了全部的水汽和杂质,可能会产生什么天气现象呢?与人类有何关系?
A、 对流层大气最靠近地面,几乎集中了全部的水汽和杂质,在大气对流过程中,容易形成云、雨、雪等天气现象,因此,对流层天气现象复杂多变,与人类的关系最为密切;
B、 平流层以水平运动为主,且水汽和杂质极少,故云、雨现象近于绝迹,天气晴朗,有利于高空飞行。
[列表归纳]
大气分层 高度 特点 与人类关系
气温的垂直变化 空气流动特点
1、对流层 低纬:17-18千米高纬:8-9千米 随高度增加而递减 对流渐渐强烈 天气现象复杂多变。是地球上各种天气变化的发源地
2、平流层 对流层顶部至30---55千米 随高度增加而 递增 以水平运动为主 利于高空飞行。飞行员喜欢在平流层中飞行,可避开下面湍流
3、中间层 平流层之上,到高于海平面85公里高空 气温随高度的增加而下降的很快 对流运动, 保护地球不受流星体的撞击
4、暖层 从中间层顶部到高出海面800公里的高空 气温很高 实现了远距离无线电通信
5、散逸层 大气的最高层,高度最高可达3000公里 大气的温度也很高 地球卫星的轨道就在这一层
(四)总结与扩展:人们是这样比喻地球上的大气的:
(1) 大气是地球生命的保护伞;
(2) 大气是地球的空调器;
(3) 大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉;
(4) 大气是风云变幻的大舞台。
可见,大气对自然环境和人类有着重要的影响;大气的垂直分层则是地球大气的主要特征,其中,对流层是与人类关系最为密切的层次;各层大气中,气温随高度的变化情况是最基本特征,它影响气流运动状况,进而产生不同的天气特征。目前,由于人类活动造成的大气污染对大气的成分影响越来越明显,已经引起了国际社会的广泛重视
第二节 天气和气温
〖教材分析〗
本节内容在《自然科学》第五册中有较大的篇幅,但是以前主要集中在对天气现象的表达,如一天的气温用最高温、最低温、日较差等表达,以及出现最高温和最低温的时间等知识的介绍。新教材的知识要求是:联系生活经验,了解天气的概念;学会用仪器测量气温。同时教材强调了不同的气温和我们生活的关系。新教材的着眼点是学生的动手的能力的培养,以及体验知识和生活的联系。这一点和旧的教材的区别特别的明显。
〖教学目标〗
一、知识目标:
1、理解天气的概念,天气由哪些要素组成;
2、知道什么是气温,一天中最高气温和最低气温分别出现在什么时候;
3、知道并掌握测量和度量气温的常用仪器和方法;
4、了解气温和人们生活的其他生物的关系。
二、能力目标:学会使用一起测量气温。
三、情感目标:让学生体验生活和科学的紧密联系
〖教学重点〗
理解天气的概念,天气的主要组成要素,气温的观测,学会测量气温。
〖教学难点〗
天气的含义,如何观测气温
〖教学准备〗小黑板、最高温度计、最低温度计、普通温度计
〖教学过程〗
<问题引入>
问题1、我们生活在大气层的哪一层?
学生:对流层
问题2、对流层有什么样的特点?
师:我们生活在大气的对流层。由于对流层集中了大气中绝大部分的物质,再加上强烈的大气对流运动,使得这一层中有非常复杂的天气现象。对天气一词,大家都很熟悉,今天天气好不好我们都会用一些特定的词语来描绘它?现在,我就请一位同学来介绍一下今天的天气情况。
学生讨论:气温、有否下雨、风力、风向、打雷等
师:刚才,同学们从不同的角度描述了今天的天气情况。我们今天的主要任务就是学习第二节天气和气温。学了之后,能够更加准确地描述一天的天气情况。
师:(谈学生刚才模拟中所涉及到的内容)天气中涉及的主要要素有气温、气压、风、湿度、降水等,而天气就是指短时间内近地面的大气温度、气压、湿度等要素的综合状况。而跟这些要素有关的现象就叫做天气现象。
1、 天气是什么?
读图:2—6、7天气现象。
1、 天气(58页)
2、 天气要素(58页)
3、 天气现象:刮风、下雨、雷电等
师:现在就请同学们判断一下,我们能不能说“近几年,我们温州的天气都很好,冬暖夏凉”?
(天气是一直在变化的,不可能都不变,只能反映短时间内大气状况,冬暖夏凉是温州一个气候特点,气候和天气是不同的,气候是指一个地区多年的平均天气状况及特征)
讨论:1、下列词语中,哪些是描述天气的?
阴转多云 冬暖夏凉 晴空万里 秋高气爽 和风细雨 终年高温 冬雨夏干 雷电交加
2、刚才我叫了一位同学来播报今天的天气,但是由于我们还没介绍天气的含义,因此缺少了天气中的几个要素,现在我再来请一位同学完整地描述一下今天的天气。(根据天气要素)
2、 气温——构成天气的基本要素
在介绍天气各要素中,我们讲到了气温。气温指的是空气的温度。是构成天气的基本要素。它告诉我们当地空气的冷热程度。
1、 气温:空气的温度(告诉我们当地空气的冷热程度)
2、 测量气温的仪器:温度计(℃)
3、 气象台是如何测温度的,
师:(1)普通温度计(干湿球温度计)它是由球部、套管、白瓷板及顶部所组成的水银温度计。在气象站用一对规格相同的普通温度计测定空气的温度和湿度(湿度是由干球温度与湿球温度差查表得湿度的)
(2)最高温度计,用于测定一定时间间隔内的最高气温,为了防止重力作用,最高温度计水平放置。一天中最高的气温出现在午后2点。
(3)最低温度计,用于测定一定时间间隔内的最低温度。一天的最低温度出现在日出前后。
师:温度计通常放在一个白色的百叶箱内,你知道为什么气象预报中要把温度计放在百叶箱里吗?
生:温度计放在百叶箱里,可以避免风吹、雨打、太阳晒,读数比较稳,能比较真实地反映空气的温度。
师:百叶箱离地面的高度一般在1.5--2米左右,因为这个高度空气稳定,并且人类活动都在这一高度,更具有实用价值。而百叶箱的朝向是朝向北方,主要是为了防止太阳光的直接辐射。这些做法都是为了更好,更加准确的去测量气温的变化。
三、气温影响地球上的动植物和人类
平时,我们农村有这样的俗语,蜻蜓成群低飞绕天空,不过三日雨蒙蒙。燕子低飞蛇绕道,蚂蚁搬家蛤蟆叫,大雨不久将来到。
这些俗语都说明气温跟地球上的动植物有着密切的联系。接下来,我们就讲一下气温对地球上动植物和人类的影响。
气温升高的时候,狗的呼吸会加快,对人体来讲最舒适的气温约为22OC。同样各种农作物也有各自适宜的生长的温度,在南方就不大适宜种植小麦、高粱,在北方就只能种植一次水稻等。
在看书的时候,同学们会看到书本60页这里的图2-11。这个图描述出了世界和我国气温最低的地方和最高的地方。
世界最高气温出现在伊拉克的巴士拉,最低气温出现在南极。我国气温最低的地方在漠河,气温最高的地方出现在吐鲁番。
某些特殊的天气会打破空气中正负离子的平衡,引起人们情绪上的波动,产生难以自控的行为;气温高于18度,人脑思维敏捷,35度以上,人脑会感到疲劳,温度太低,人脑虽清醒,但工作效率不高;人们的心情与天气也有关。晴天心情好,阴雨天心情不好,主要光线的关系影响到人体内一些激素的分泌量,导致人出现情绪波动。)
读图:世界、中国的最高温和最低温
讨论:抗高温和低温,家庭采用的方法。
高温和严寒的危害,防御措施。
总结
〖教学反馈〗
1、下列词语描述天气的是( )
A、上海冬季温和湿润 B、终年高温 C、雨过天晴 D、冬暖夏凉
2、通常一天的最低气温往往出现在( )
A、日出前后 B、日落前后 C、清晨2时 D、午夜24时
〖板书设计〗
第二节天气和气温
一、天气
1、 天气:短时间内近地面的大气温度、湿度、气压等要素的综合状况称为天气。(天气指短时间内的大气状况)
2、 组成因素:温度、气压、风、湿度、降水等
二、气温
1、气温:空气的温度称为气温。表示当地空气的冷热程度,是构成天气的基本要素。
2、一天气温最高值出现在14时,最底值出现在日出前后。
3、测量工具:温度计(普通温度计、最高温度计和最低温度计)
4、单位:摄氏度
5、气温影响地球上的动植物和人类
第三节 大气的压强
〖教材分析〗
大气的压强知识在《自然科学》中是作为固体压强的后续内容。主要着重点在大气压的产生原因分析,以及托里拆利实验的原理分析。还有由此引申的大量的计算。新教材的知识要求是:感受大气压的存在,学会用仪器测量气压;感知流体压强与流速的定性关系,并能解释有关的现象。这里气压是作为一个气象要素出现的,完全摒弃了计算。重点在探究和体验大气压的存在。值得注意的是,托里拆利实验已经删除,而代替的是用更现代的仪器来测量大气压的大小,这体现了新教材的价值的取向。这节还增加了流体力学的知识。充分体现了知识的时代性。
〖教学目标〗
知识目标
1、能列举大气压存在的实验现象和生活现象,并能用大气压解释有关现象。
2、能说出标准大气压的数值,说出测量大气压的工具:水银气压计和空盒气压计。
3、知道大气压的大小与大气的密度的关系。
4、能说出气体和液体的流速与压强之间的关系:流速越大,压强越小。并能用这一关系解释有关现象。
能力目标
1、通过观察实验,培养学生的实验观察能力、比较分析能力和交流能力。
2、通过实验的设计,培养学生的思维能力和动手能力。
情感、态度和价值观
通过实验观察、实验设计,培养学生认真细致、实事求是的科学态度,体验参与探究过程的乐趣和成就感,并且体验科学与生活的密切关系,感受身边的科学。
〖教学重点〗
大气压强的存在,用大气压强解释有关现象,流体流速与压强的关系
〖教学难点〗
大气压强的存在,用大气压解释有关现象,流体流速与压强的关系。
〖教学准备〗
硬纸片、杯子、矿泉水瓶、抽气筒、玻璃管、吸盘、饮料瓶、吸管、空盒气压计、一次性纸杯、乒乓球等
〖教学过程〗
第一课时
引入:气体和液体都具有流动性,有时候,它们在很多性质上有相似的地方,比如,液体能产生浮力,气体也能产生浮力。前面我们学过液体内部存在压强,生活在海洋中的生物会受到水的压强作用,那么气体会不会也产生压强呢?
首先,我们来看一个实验。
实验一:覆杯实验
学生猜测:水会流出来 或 水不会流出来
实验检验:(让纸片朝下),纸片掉不下来,水也流不出来。
师(启发思维):可能是什么原因使纸片掉不下来?
生:有个力向上托住了纸片,而这个力可能大于杯子里的水对纸向下的作用力,所以纸片不会掉下。
师:这个力是谁产生的?
生:空气。
师:说明大气对物体有压力的作用,压力作用在一定的表面积上就有压强,所以我们可以胸有成竹的说大气压强是存在的。我们今天就来学习第三节大气的压强。通过刚才的覆杯实验,我们不仅可以证明大气压强的存在,而且我们也可以证明这时候的压强的方向是朝哪个方向的?(板书)第三节 大气的压强 一、大气压强的存在
学生:向上的。
实验二:抽出饮料瓶中的空气
学生猜测:可能会出现什么现象?
实验检验:瓶子变扁了。
师:思考是什么原因使瓶子变扁。
生:气体被抽出,瓶内的气体压强减小,外界大气压大于瓶内的压强,所以…
师:在这个实验中,我们看到大气压强的方向是哪个方向的呢?
生:左右或者说是前后
归纳:大气虽然看不见,摸不着,但就像大气是确确实实存在的一样,大气压强也是确实存在的,并且大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强。大气的压强我们一般简称为大气压(atmospheric pressure)。(板书)1、大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强。
师:接下来,我们就用实验来验证一下这句话是否正确。
实验三:将实验一的杯子和纸片朝各个方向慢慢旋转,发现纸片照样掉不下来。
启发思维:这个现象能说明什么?
生:各个方向都有大气压强。
师:生活中利用大气压或与大气压有关的现象是非常多的,下面我们就一起来看几个与大气压有关的生活事例。
讨论:如何解释这些现象?
1、吸盘为什么能吸在玻璃瓷砖的表面,上面还能挂上很多东西?
学生回答:挂钩内气体减少,气压减小,外界大气压把挂钩紧贴在玻璃瓷砖的表面。
2、实验比较:一瓶是装满水并密闭的容器,另一瓶是装满水但敞口的容器,试一试,能通过吸管把水吸到嘴里吗?
通过比较来解释水是怎样被吸到嘴里的?
生:“吸水”实际是靠大气压把水“压”上来。
3、滴管中的水为什么落不下来?
生:滴管中还有空气,也能产生压强,但管内的大气压强比外界的大气压小,外界的大气压将液体托住。
(为了使学生确信,将橡胶头拿掉,液体上方和下方的压强相等,水就流出来了。)
思维训练:你还能想到生活中利用大气压或说明大气压存在的例子吗?
(如:吃螺丝时,先在螺丝的末端用力吸气、钢笔抽水、喝光牛奶后再吸一口,牛奶盒变扁、针筒(克服大气压力时也能将针筒拉开)、滴管能将水吸上来)
马德堡半球实验介绍:大气压的发现——马德堡半球实验:一个非常著名的实验,证明大气压的存在。(板书):2、马德堡半球实验——验证了大气压的存在
其实,早在1654年,人们就已经意识到大气压的存在,当时,就有一个轰动世界的实验,马德堡半球实验,德国马德堡市市长在马德堡市公开表演了这个实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马增加到8匹时,才把半球拉开。
今天,我也带来了一个演示马德堡半球。当球内有气体的情况下,我拉两个半球,非常容易的拉开。现在我把球内的气体抽出来。当我们拉它的时候就拉不开了。
思考:马德堡半球实验说明什么?
生:大气压的存在,大气压是很大的。
阅读:人体内的马德堡半球
二、大气压的大小
师:刚才,通过马德堡半球实验,我们可以验证大气压的存在,同时也说明了压强很大,那到底有多大呢,我们就想到了要去测量大气压的大小。接下来,我就介绍一下几种测量仪器。(板书)二、大气压的大小
1、测量仪器:气压计(空盒气压计、水银气压计)(板书)1、测量仪器:气压计(空盒气压计、水银气压计)
介绍空盒气压计的使用方法,有两行刻度,一行以百帕或千帕为单位,一行以毫米汞柱为单位(mmHg)。水银气压计管内的水银柱的高度会随大气压的变化而变化,读出水银柱的高度为多少毫米,大气压即为多少毫米汞柱。
活动:在空盒气压计中读出当时的大气压值。
2、规律:(大气压的大小与大气的密度直接相关。)气体密度越大,气压越大。
(大气密度随高度的增加而减小,所以得出:)高度越高,气压越小。
问题:那大气压强跟什么因素有关呢?哪些量的变化,会改变大气压呢?通过实验验证得到,大气压跟密度有关。(板书)2、规律:气体密度越大,气压越大。高度越高,气压越小。
在海平面附近,大气压的值接近1.01×105帕,就把这个大气压称为标准大气压。
1标准大气压==1.01×105帕==760mmHg(板书)3、1标准大气压==1.01×105帕==760mmHg
问题:一个标准大气呀有多大呢?我们通过一个计算来看一下它的大小。
讨论:一块砖平放在地面上,对地面的压强约为1000帕。已知一块砖的厚度约为5厘米,则标准大气压相当于叠多高的转对地面产生的压强?
思考:这么大的大气压,房子为什么没有被压塌,人为什么没有被压扁?
生:因为房子里面也有那么大的大气压,与外界大气压抵消了,人体内也有压强,抗衡外界压强,人体内外的压强是相等的,另外,人也会适应这样的环境。
师:这是大气压的大小,而最早测量大气压大小的是通过一个实验得到的,这个实验叫托里拆利实验。
〖教学反馈〗
1、一个标准大气压为多大?
2、大气压跟什么因素有关?
3、下列现象中,不能说明大气压存在的是( )
(A)堵上茶壶上的小孔,茶壶里的水不容易被倒出来
(B)用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
(C)用抽气机抽出灯泡中的空气
(D)医生提起针管里的活塞,使药液通过针头进入针管
总结
第二课时
〖教学设计〗
三、气体流速与压强的关系
情景展现:火车站的站台上,标有一道平行于铁轨的直线,当列车驶过时,不允许人站在这条线内,保证人体与铁轨有足够的距离。这是为什么呢?
在1912年秋季的一天,当时世界上最大的远洋轮之一“奥林匹克号”正在大海上航行,离它100米左右的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶。突然,小军舰偏离了方向,一个劲地向“奥林匹克号”冲去,结果与“奥林匹克号”相撞。这又是为什么呢?
(学生思考、议论)
实验1:两张纸的实验(请一位学生上来做一下这个实验)
观察现象:当沿两张纸的中间吹气时,两纸条反而向中间靠拢。
分析:当吹气时,两纸条(内)侧气体流速较大,(外)侧气压较大。
得出规律:气压与流速有关:气体流速越大,压强越小。(板书)三、气体流速与压强的关系1、气压与流速有关:气体流速越大,压强越小。
师:现在你能解释火车站的现象了吗?
学生回答:人和列车之间的空气流速大,压强减小,外界大气压容易把人推向列车而发生危险。
实验2:对塑料管吹气(请一位学生来做,并鼓励其他学生回家自己试验),为什么会有水从管中吹出?
生:通过①管吹气,②管上方的压强减小,②管内的空气就会向外扩散,使②管内压强减小,依靠大气压,将水压入②管内,所以水就从②管中被吹出。
读图:两船相撞的原因
说明气体和液体都是流体,它们具有某些相似的性质。
阅读:飞机的升力
学生活动:不可能完成的任务。
1、潜水的乒乓球。(不用手接触乒乓球,让漂浮 在水面上的乒乓球沉到水底。
2、吸管喷雾。(要求用一只吸管制作一只喷雾器。)
第四节 大气压与人类的生活
〖教材分析〗
大气压和人类生活的关系很密切,这在《自然科学》里面也有所体现。但是新的教材重新进行了整合。加入了一些和生活联系很紧密的内容和介绍宇航服等比较前沿的知识。这部分内容在课程标准中的要求是:了解大气压的变化及其对生活的影响。可以看出,开阔视野是这节内容的主要着眼点。同时,从大于和小于标准大气压对生活的影响两个角度去探究,增加了趣味性。对于吸尘器的探究,编者的用意主要作为一个黑箱来提出的,用意是探索黑箱问题的解决方法。
〖教学目标〗
一、知识目标:
1、了解大气压对天气的影响,能说出晴朗天气气压较高,阴雨天气气压较低。
2、了解大气压对人体的影响,气压变化过大会使人产生不良的反应。
3、了解液体的沸点与压强的关系:当气压增大时,液体的沸点升高,当气压减小时,液体的沸点降低。并会用这一结论来解释有关现象和解决简单的实际问题。
4、了解大气压在真空保存袋、吸尘器等生活用具中所起的作用,通过探究吸尘器内部结构的过程,学习黑箱问题的解决方法。
二、能力目标:能运用所学的知识结实生活中有关现象的实际问题。
三、情感、态度和价值观
通过对本节课问题的探索,提高学生的探究意识,养成实事求是,尊重自然规律的科学态度。
〖教学重点〗气压对天气的影响,气压与沸点的关系。
〖教学难点〗探究吸尘器内部结构
〖教学过程〗第一课时
<复习引入>
师:在学习天气的时候,我们介绍了天气的几个要素,大家还记得吗?现在,我请一位同学来回顾一下。
学生:气温、湿度、风、降水以及气压。
师:我们今天就学习天气要素中的气压对天气以人类生活的影响。第四节大气压与人类生活。(板书):第四节 大气压与人类生活。
一、气压对天气的影响(板书):一、气压对天气的影响
师:气压以及其他四个要素的状况决定了一天的天气状况,为了知道,这里的秘密,我们先来学习一下气压对天气的影响。
在学习大气压强的时候,我曾讲过,大气压会随着高度的增加而变小。这主要是不同高度气体的密度不同。那好,随着高度的变化大气压会变化,现在同学们就思考一下,在距离地面同一高度的不同区域大气压是否一样呢?
学生:不一样。
师:同学们都认为是不一样的。现在老师就不一样讲讲这里的原理。因为气体的密度会随温度的变化而发生变化。对于距离地面同一高度的地方,它的温度主要来自地面上物体所散发的热量,因此同一高度不同地方的温度是有所区别的,并且地球上温度的分布也不均匀,比如赤道与南北两极温度要高,这也就导致了同一高度不同区域的大气压会有所不同。(板书):1、同一高度的不同区域,大气压会有所不同。
对于同一高度的地方,气压相对周围高的区域称为高压区,气压相对周围低的区域为低压区。并且温度高的气压要低。比如,地面温度高,大气膨胀会上升,这里的气体密度就会变小,因此大气压强就会变小。
设问:同一地点,就一成不变的是高压区或低压区吗?
师:肯定不会,因此同一地点的不同时间,大气压也会有所不同。
读图:大家一起来看低气压区和高气压区空气的流动。通过这幅图的描述,我们可以发现空气的流动形式主要是水平方向和垂直方向的。空气水平的运动形成了风。而空气的上升、下沉就会影响天气状况:如果是低压控制,低压区中心的大气就上升,随着高度的变化,温度下降,水汽就容易成云致雨,所以,低压带来阴雨天气。如果是高压控制,高压区中心的大气下沉,随着高度的降低,温度上升,水汽不易凝结,所以天气晴朗。(板书):2、高压区:气压相对周围高的区域,晴朗天气
3、低压区:气压相对周围低的区域,阴雨天气
(过渡)这是大气压对天气的影响,主要分高压控制下天气情况和低压控制下的天气情况。同样,对于生活在大气中的人类来讲,也受到大气对我们的压力,平时我们没有什么感觉,但是影响却是存在的。接下来,我们就逐点介绍一下大气压对人体的影响。
二、大气压对人体的影响 (板书)二、大气压对人体的影响
师:首先,我先让大家随便讲讲,你所认为的大气压对人类有哪些影响。
1、气压对人的情绪的影响
2、高山反应:初次进入高原,空气稀薄,吸进来的空气中含氧量减少,造成缺氧,使人体出现一些不适症状,本来就生活在高原的人为什么不会出现这些症状?(适应性)如果呆上一段时间,这些不适也会消失。我们为什么能承受这么大的大气压?
3、人体内也有压强,皮肤内外受到的压强是相等的。介绍中医的拔火罐疗法。所以飞机在高空飞行和宇航员在太空行走时必须加压。(板书)1、对人的情绪的影响
2、高山反应
3、人体内外压强保持平衡
阅读材料:宇航员为什么要穿上宇航服
总结:
作业
补充知识:
八月飞雪的避暑胜地
青藏高原海拔高,气温低,年平均温度0摄氏度左右,夏季只有10~20摄氏度,是难得的避暑胜地,“早穿棉袄午穿纱,抱着火炉吃西瓜”正是此地的真实写照。一些职工亲属也纷纷来到高原避暑。高原有许多海拔6000米以上的山峰终年积雪。即使炎热的八月,也能见到雪花漫天飞舞。 一天,内地正是炎热的夏季,唐古拉山却雨雪交加。我抽空给内地的家人打电话。当我告诉小外甥“这里漫天大雪”时,小孩撂下电话喊道:“妈妈,舅舅是个大骗子!”
高原送给我们的礼物
西藏是个圣洁神秘的地方,拉萨是神奇而壮美的青藏高原上一颗璀璨耀眼的明珠。人们对西藏高原壮美多姿的风光,神秘莫测的宗教文化,淳厚质朴的民俗风情产生了浓厚的兴趣,越来越多的中外旅行者把西藏作为心向神往的旅游胜地。然而,由于西藏平均海拨在4000米以上,空气稀薄、气压低、空气中含氧量减少,人们处于缺氧状态。几天下来,更多人开始鼻血长流、全身肿胀,胸口像堵了棉花,喘不过气来,严重者倒床不起。
最计划地吃,
青藏高原海拔高,气压低,水在70摄氏度时就沸腾了,做饭必须用高压锅,否则像下面条、煮水饺即使煮成面糊糊也还是煮不熟,很难做得可口。中铁十八局集团青藏铁路指挥部多数人是北方人,爱吃面条,但吃一次面条非常难。高压锅煮面,时间长了成了面糊糊;时间短了又不熟。所以每吃一次面条就算是改善生活,而且每人限量供应。真是最计划地吃。
第二课时
三、气压对液体沸点的影响
阅读引入:
最计划地吃,
青藏高原海拔高,气压低,水在70摄氏度时就沸腾了,做饭必须用高压锅,否则像下面条、煮水饺即使煮成面糊糊也还是煮不熟,很难做得可口。中铁十八局集团青藏铁路指挥部多数人是北方人,爱吃面条,但吃一次面条非常难。高压锅煮面,时间长了成了面糊糊;时间短了又不熟。所以每吃一次面条就算是改善生活,而且每人限量供应。真是最计划地吃。
问题1:在这段文字当中,你获取了什么信息呢?
问题2:在高山上,普通的锅很难将饭烧熟,这是为什么呢?
学生:气压低,水的沸点低,米达不到熟时的温度。
师:这就是我们今天要探究的一个内容,大气压对液体沸点的影响。(板书)三、大气压对液体沸点的影响
师:同学们在探究大气压与沸点的关系时,我们应该怎样做呢?
学生:两组比较,增大压强时和减小压强时的变化。
实验一:将烧瓶中的水加热至沸腾,再用注射器缓缓的向内充气,使瓶内的气压增大,
现象:(已经沸腾的水不沸腾了)
实验二:移去酒精灯,水温稍降,用注射器抽出部分气体,瓶内气压降低,
现象:不沸腾的水重新沸腾
结论:液体沸点与气压大小有关,
规律:气压增大液体沸点升高,气压减小,液体沸点降低。
(板书):液体的沸点与气压大小有关,气压增大液体沸点升高,气压减小,液体沸点降低。
师:现在要你在高山上把饭煮熟,你会怎么做?
学生:用高压锅煮饭。
教师介绍压力锅:压力锅有良好的密闭性,可使锅内获得较大的气压,液体的沸点也升高了,一般能达到2×105帕,水的沸点接近120摄氏度,所以压力锅煮东西容易熟。
四、生活用品和大气压
师:科学存在于生活中的每一个角落。生活中,有很多东西与大气压紧密相连。
食品、物品的真空包装,可节省空间,还可防霉、防蛀、防菌、防潮等。
吸尘器是利用大气压工作的一种清洁工具。
探究:吸尘器是怎样工作的
1、吸尘器要达到吸尘的目的,内部应有哪些器件?什么作用?
2、吸尘器工作过程中,大气压的作用表现在哪里?
3、观察吸尘器的内部结构。
讨论:生活中还有哪些是利用大气压的原理工作的?
第五节 风
〖教材分析〗
风的形成在《自然科学》中最主要是在比热知识学习后的海风和陆风的形成中做过介绍。教材的侧重点是风形成的原因以及风向的表达。新教材课程标准的知识要求是:学会用仪器测量风力。这里风的方向的认知是一个难点。这里新教材就是从课程标准出发,最大限度的突出对测量方法的探究。
〖教学目标〗
一、知识目标
1、了解风是怎样形成的。(用前面知识背景1的处理方法)
2、知道风向、风速的表示方法和度量单位。
3、知道风向和风速的概念和基本的观测方法。
4、了解风对人类活动和动物行为的影响。
二、能力目标
1、培养学生的观察、记录能力
2、学会观察、记录风向和风速;
3、掌握利用自然景物和人的感受判定风向
三、情感、态度与价值观
1、培养学生连续、持久地研究某种事物的态度;
2、使学生认识到:人只有掌握了自然变化的规律,才能更好地利用和改造自然。
〖教学重点〗
重点:学习观测风向和风力的简单方法,培养观察能力
难点:1、风的形成
2、目测风向、风速
〖课前准备〗
1、收听中央台气象预报
2、布条、简易风向标、电风扇
〖教学设计〗
<引入>请大家看这样一句诗句“大漠孤烟直,长河落日圆”。
师:这句诗描绘了怎样的一种景色呢?
学生:没有风的沙漠,以及黄河的圆圆的落日。
师:根据我们的生活经历可以知道,树不动,烟直直的往上飘,这都需要什么条件?
学生:没有风。
师:那什么时候会有风呢?我们今天就来学习第五节《风》,通过学习了解风形成的原因,风的要素及风与人类的关系。
师:首先,我们来学习一下风是怎样形成的。
问题:那风是怎样形成的呢?
师:我们还是先来回顾一下前面讲大气压对天气影响时候的一个知识。对于处于同一水平面上的一个高气压区域和一个低气压区域。这两个区域的空气是怎样流动的呢?
回顾前面的知识
从这个图中,我们可以发现,空气流动的方向一个是上下运动也就是垂直方向,一个是水平方向。而空气的水平运动就形成了风。就像水从高处往低处流一样,空气也是从气压高的区域流向气压低的区域。
在平时生活中,同学们可能听到过这样一个名词“热岛效应”。
在夏日滚滚热浪中,分析城市及城市郊区的气温分布,在市区出现一个明显的高温区,人们不难发现,城市中的气温明显地要比周围郊区的气温高, 气象上称之为“城市热岛”。
师:这是有两位同学对城市和城市郊区风的方向进行了讨论。
甲说:城市这么热,风肯定从城市吹向郊区
乙说:从气压来分析,风应该从郊区吹向城市
问题:那你是什么看法呢?
学生:城市的气压比郊区低,因此此时风应该从郊区吹向城市
师:风是天气的一个要素,天气预报员在预报天气的时候也会提到一天中风的变化情况,那你知道预报员是怎么样播报风的情况的吗?
学生模拟预报
一则天气预报
11日08时至12日08时,东北地区东部、黄淮东部、江淮东部、江南东部和中南部、华南北部、贵州大部、重庆、四川东部以及新疆北部等地有小到中雨(雪)或雨夹雪,其中长白山区的部分地区有大雪。内蒙古东部、东北地区、黄淮东部、江淮东部等地有4—6级偏北风;渤海、黄海、东海、台湾海峡有6—7级偏北风。
师:从这里,同学们可以发现,描述风的时候,我们会从风的方向和风的大小来描述,也就是说风的大小和方向是风的两个要素,我们称为风向和风速。
风向是指风吹来的方向。
判断1、风往北 是什么方向的风?
2、从东南方向吹来的风
师:在天气观测和预报中常使用8种风向,这我们要从地理的方位来认识了。在地理上方位是左西右东,上北下南。还有分别是东、南、西、北、东南、西南、西北、东北。因此风向就有了八个即从东边吹来的风为东风……
问题:那你会通过什么方法来测定一天的风向呢?
学生讨论、总结测定的方法。
师:同学们讲了很多我们实际生活中可以测定风向的方法。在气象台工作的工作人员,他们会使用专门的测定仪器来测量,那就是风向标。它由箭头、水平杆和尾翼三部分组成。那风向标是如何指示方向的呢?风向是由风向标箭头的方向来指示,还是由箭尾的方向来指示呢?风向又是怎么规定的呢?就让我们用纸飞机测风向这个简单的模拟实验来解决吧!
实验演示:折一纸飞机,中间用铅笔穿过(要让纸飞机能在铅笔上轻松转动)。用手握住铅笔,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。注意:此时人要站在纸飞机的后方。并借助指南针判断风向。
师:通过实验,你认识到了什么?
学生:使我们对风和风向有了一个直观的认识:纸飞机的箭头指向风来自的方向。同理,在气象观测中,风向是由风向标的箭头指向的。
同时也使我们明白:实验可以使我们更简洁明了地了解事物,也培养了我们的观察能力。
师:用纸飞机测风向的实验使你明白了风向标指示风向的事实。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?下面的文字,会帮助你有一个了解。
风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件。在风的作用下,尾翼产生旋转力矩使风向标转动,并不断调整指向杆指示风向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上,以触点式最为简单,风向标带动触点,接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁,作出风向的指示或记录,但它的分辨只能做到一个方位(22.5°)。
风向的天气符号,我们用一短线段表示。如东风可表示为
南风可表示为 西风可表示为 北风可表示为 东南风可表示为
西南风可表示为 西北风可表示为 东北风可表示为
(过渡)你知道了风向的测量方法,一定很想知道风速大小的测量方法。其实你也可以用简单的模拟实验来测量风速。请认真阅读下面的文字,你就会用生活中常见的小风车(参见三维风车式风速仪)或风压板来简单比较风速的大小了,动手试一试。
2)风速:指单位时间里空气在水平方向上移动的距离,其单位是:米/秒、千米/时或海里/小时表示。
测试风速的仪器叫风速仪,它利用风杯在风作用下的旋转速度来测量风速。
风速仪有以下几种:①风杯风速表②桨叶式风速表③热力式风速表。
风速常用风级表示。我国,把风级风为12级。现在同学们阅读一下书本75页,认识一下各级风的特点。然后完成以下这道题目。
【阅读】各风级的名称、风速和目测结果
将下列词语前的字母填在歌谣相应的空格中。比比看,谁填得最恰当。
A、树叶响 B、水起波 C、炊烟上 D、树枝晃 E、浪滔天 F、烟稍斜 G、灰尘起
H、大树摇 I、步难行 J、树枝折 K、陆罕见 L、烟囱毁 M、树根拔
零级无风炊烟上;一级软风烟稍斜;二级轻风树叶响;三级微风树枝晃;四级和风灰尘起;五级清风水起波;六级强风大树摇;七级疾风步难行;八级大风树枝折,九级烈风烟囱毁;十级狂风树根拔;十一级暴风陆罕见;十二级飓风浪滔天。
3)风对人类的生活有很大的影响,有些动物的行为也和风有关。
师:生活中,风对人类也有很大的影响,有些动物的行为也和风有关。例如大风暴来临前,沙漠中的骆驼会表现出惊恐,不行走,刮大风时,一些会飞的动物不轻易起飞。
接下来,我们做几道课堂练习。
【教学反馈】
1、某人面向北方站着,风从他的背面吹来,则此风为 ______风。
2、纸片往南飞,此时的风向为_______风。
3、周一升旗时,五星红旗能展开飘扬,此时的风力为_____级。
4、在有风速为3米/秒的东风的情况下,某同学以3米/秒的速度向西跑,他的感觉是风速是_______。
【思考】
1、风可以为我们做些什么有益的事?
2、大风常常会造成哪些危害?
【小结】
【补充】
风 车
荷兰利用风能历史悠久,自古以来就是世界闻名的“风车之乡”,这与其优越的自然条件、不屈的民族精神和优秀的民族智慧是分不开的。
荷兰位于北纬50°50′~北纬53°30′之间,在全球大气环流所形成的风系中,正好处于西风带,常年盛行西风,由于荷兰国土的60%海拔低于1米,近40%的国土低于海平面,最高处海拔也仅300米左右,是世界上有名的“低地之国”,来自大西洋的西风能够长驱直入内陆,全国风力资源极为丰富。风车是荷兰人智慧的结晶。据说,世界上第一台风车是荷兰人在同大自然的博斗中,于1408年发明的。到19世纪时,全国已拥有风车18000多台,最大的有9层楼高,风翼长达20米,无怪乎人们叫它“风车王国”了。
荷兰的风车种类很多,从最古老的建于1450年的塔式风车到后来的轴式风车,都是精工制作的,显示了荷兰人无比的智慧和高超的工艺。荷兰素以修筑海堤围海造田而著称于世。拦海造田,成为荷兰人奋斗精神的象征,而风车则成为荷兰人向大海夺取土地的强有力的武器,大小风车日夜转动,起到了排出海水、灌溉田地的巨大作用,在荷兰人向大海夺取土地的斗争中立下了丰功伟绩。同时风车还被广泛用于榨油、脱谷等生产劳动中,为荷兰历史上的繁荣与发展起到了巨大作用。
20世纪以来,随着电力和内燃机的使用,传统的风车已难现昔日的辉煌,逐渐销声匿迹了,但仍有上千台被保留下来,成为供参观考察的景物。例如:在肯德代克,建于1740年的风车每年吸引着20万到30万的参观考察者。近年来,随着能源危机和大量矿物能源的使用对地球环境的破坏,风能利用重新得到人们的青睐,古老的风
车脱胎换骨,为荷兰的乡村和城市带来源源不断的电能。
[板书设计]
§2—5 风
1、 风 的形成
高气压
二、风的测量
1、基本要素 风向:种类、表示符号
风速:单位、表示方法
2、测量工具
第六节 为什么会降水
【教材分析】
这部分教材的内容在课程标准中的要求是:学会用仪器测量湿度、降水量;了解人工降雨的主要的方式。比较集中不同环境的生物,知道生物对环境的适应性。和前面一样,实践的重视还是主要的特点。这部分内容在《自然科学》中简单的相当少。这里雨的形成完全用实验来体现,动物的行为和天气变化的实验探究是很完整的一个控制变量的探究实验。编者的用意就是通过这个实验让学生真正体验一次完整的控制变量的实验过程。
【教学目标】
一、知识目标
1、理解空气湿度及其与气温间的关系。
2、知道观测湿度的常用仪器,学会测量空气相对湿度。(主要是通过学生自己制作干湿球湿度计来认识仪器的作用,并且根据自己的测量获取相对湿度的大小。)
3、了解空气湿度与天气的关系。
4、理解空气中水汽凝结的原因。
5、了解降水的形成过程。
6、学会测量降水量。
二、能力目标
1、培养学生动手探究的能力及总结归纳的能力。
2、培养学生对实验仪器的操作能力,及学会如何使用干湿球湿度计
3、学会读图,能从图中获取信息和知识。
4、能根据对自然的观察提出探究的问题,并设计实验,有计划有步骤地进行实验,对实验现象和数据进行分析和处理,对提出的探究问题进行总结。
三、情感目标
1、培养学生关心自然、热爱科学、关注生活的态度。
2、体验通过实验探究获得知识的乐趣和成就感,学会合作。
【教学重点】1、相对湿度的观测;2、凝结与降水的的形成;3、湿度与降水的关系。
【教学难点】1、相对湿度的概念;2、相对湿度与水汽凝结和降水;
3、探究动物行为与天气变化的关系。
【教学准备】
学生实验:烧杯、塑料片、温度计、纸板
教师演示:干湿球湿度计
【教学过程设计】 第一课时
师:今天,我们来学习第六节为什么会降水。
<引入>首先,我们来做个填诗游戏
填诗游戏:1、好雨知时节,润物细无声。
2、胡天八月即飞雪,千树万树梨花开。
3、可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓。
4、鸡声茅店月,人迹板桥霜。
师:雨、雪、露、霜都是降水的一种形式,这些也都是我们可以看到的水的形式,在平时生活中,还有我们看不到的水,那就是水蒸气,简称水汽。
问题:那你能举例说明空气中有水汽吗?
学生:打开冰箱的时候有白雾,从冰箱里拿出来的东西会在上面看到白雾和水珠。
师:同学们所举的例子都可以证明空气中有水汽。其实,不论是阴天、雨天还是晴天,冬天还是夏天,室内还是室外,湿润的海洋还是干燥的沙漠,任何地方的空气中都含有水汽,但是不同地方水器的含量是不同的。因此我们引入了湿度,用空气的湿度来表示空气中水汽的多少。空气的湿度一般用相对湿度来表示。相对湿度表示空气中水汽的丰富程度,常用百分比表示。
而空气中水汽的多少往往是相对的,因为气温的高低不同,空气中所含有的水汽数量也不同。那水汽的丰富程度(相对湿度)与温度有什么关系呢?现在同学们就设计一个探究实验探究一下吧。
学生设计并交流方案。
【实验】探究不同空气中所能含有的水汽的多少。
器材:一杯热水,一杯冷水和一只空烧杯,一张塑料板
问题1:你在塑料板上发现了什么?
问题2:在塑料板的不同位置,你有什么新的发现?
师:通过这个实验,我们可以得到什么结论?
学生:温度越高,空气中所能含有的水汽就越多。
问题:温度越高,空气的相对湿度就一定越大吗?
师:通过这个实验,我们可以定性的认识相对湿度与温度的关系。而要准确的测量,我们需要用到测量的仪器,那就是湿度计。我们最常用的是干湿球湿度计。
仪器介绍:干湿球湿度计是由一支干球温度计和一支湿球温度计组成。
其实就是两只水银温度计,只不过有一只用棉纱包裹而已。现在同学们就尝试着用给你的仪器制作一只干湿球湿度计吧。
学生动手制作
师:大家都已经做好了你的干湿球湿度计,那你知道怎样去使用它吗?
干湿球湿度计的使用方法:先读出干球温度计刻度,再读出湿球温度计刻度,然后计算它们的温度差。最后通过查相对湿度表,(我们书本78页就有一个相对湿度表),得出相对湿度。
学生活动:现在就请大家测量一下教室的相对湿度吧!
学生测量教师的相对湿度
师:通过刚才同学们的测量,我们教师内的相对湿度是多少啊?
学生回答。
师:你是怎么样获取相对湿度的呢?是根据相对湿度表。现在,我们就一起来认识一下,这个表格,通过这个表格你可以获取什么信息呢?
学生读表格,讲其中所包含的信息
某气象观测小组在不同的时段观测到干湿球温度如下表:
(1)计算不同时间段的干湿差,填入表中相应的空格内。
(2)查出各时段的相对湿度,填入表中相应的空格内。
时 段 A B C D
干球温度(℃ ) 10 15 20 25
湿球温度(℃ ) 5 14 17 21
干湿差(℃ )
相对湿度(%)
师:在气象测量中,除了干湿球湿度计以外还有很多类型的湿度计,比如毛发湿度计、自动感应湿度计等。
接下来,我们就根据大家自身的体验,讲讲相对湿度大小与人体舒适感的关系。
相对湿度过小,会使人感到干燥,皮肤发生干裂等相对湿度过大,在冬季会感到特别寒冷,夏季则会感到闷热 。人体最感适宜的的相对湿度是60%-—70%
师:同学们也可以跟着老师一起来看这样一段阅读材料。
阅读材料
在一定温度条件下,空气相对湿度越小,人体汗液蒸发越快,人的感觉越凉快。北京地区冬季和春季白天一般湿度为20% 左右,夜晚一般在70% 左右,由于冬春季节湿度太小,人们往往有不舒服的感觉,有时还出现嘴唇干裂 、鼻孔出血、 喉头燥痒等现象。可是,到了盛夏季节,空气湿度达到80% 以上时,由于汗液蒸发缓慢,人们又会感觉酷暑难耐,有时还会中暑或引发肾病、结核病、关节炎等疾病。
师:看了这段阅读材料,我们就一起来分析一下发生在我们身边的事。
请你分析:
家住深圳的小明暑假随爷爷、奶奶到内蒙古旅游,旅游期间常感到口干舌燥、嘴唇发裂,甚至出现鼻孔出血现象。你能用所学的知识解释这种现象吗?
师:这是湿度与我们人类的关系。同样做为天气的一个要素,湿度与天气也有着密切的联系。因为湿度越大,空气中水汽就越丰富,成云、降水的可能性也越大。生活中,很多天气谚语就是根据湿度来判断天气变化趋势的。例如“蜻蜓低飞,不雨则阴,”就是由于大雨前空气中的湿度较大,蜻蜓的翅膀变软不能高飞。所以蜻蜓低飞,不下雨也是阴天。
那你能解释,燕子低飞要下雨这一生活中的知识吗?
【教学反馈】
1、湿度表示空气中 多少。空气湿度一般用 来表示。
2、目前人们最常用的湿度计是 。
3、下列对空气中所含水汽的描述正确的是( )
A、空气的相对湿度越大,水汽的含量就越大
B、空气的相对湿度越大,空气的温度就越低
C、空气的温度越高,所能含有的水汽就越多
D、空气的温度越高,水汽的含量肯定就越大
【板书设计】
第六节 为什么会降水
降水的形式:雨、雪、露、霜、冰雹
一、空气中的水汽
1、空气的湿度:表示空气中水汽的多少。一般用相对湿度来表示。
2、相对湿度:表示空气中水汽的丰富程度,常用百分比表示。
3、温度越高,空气中所能含有的水汽就越多。
4、观测湿度的仪器:湿度计。
常用的湿度计:干湿球湿度计
第二课时
【教学过程设计】
[练一练] 某同学收集资料时,发现了下表,你能把他补充完整吗?
时 段 A B C D
干球温度(℃ ) 10 15 20 25
湿球温度(℃ ) 5 14 17 21
干湿差(℃ )
相对湿度(%)
问题1:你认为上面哪一个时段最有下雨的可能
问题2:你判断的依据是什么呢?
师:今天我们就来学习降水。我们知道,降水有多种形式,都有哪些呢?
学生:雨、雪、露、霜、冰雹
师:生活中,我们会看到蓝天和白云,还会遇到有雾的天气。你知道云和雾是怎样形成的吗?
学生:空气中的水汽在一定的条件下会凝结出细小的水珠或冰晶。
师:这样就形成了云或雾,那云和雾又有什么不同的地方呢?大家可以从它们所形成的位置考虑一下。
问题:那什么时候会发生水汽凝结呢?
师:我们就一起来看一个实验。书本79页水汽凝结实验
【实验】水汽凝结实验
现象:烧杯的空气中出现水雾--即发生水汽凝结。
结论:在温度下降到一定程度时,空气所能容纳水汽得能力下降而达到过饱和,水汽就发生凝结。
师:通过这个实验,我们总结得到以下几个水汽凝结的条件:
水汽凝结的条件:⑴气温降低到一定程度
⑵相对湿度达到100%以上
⑶空气中微小的尘粒
当空气的相对湿度达到100%时,空气中就再也不能容纳更多的水汽了。如果气温降低,空气容纳水汽的能力也会随之降低,比如,刚才相对湿度为90%,现在随着温度的降低,变成100%以上了,空气中的水汽会附着在微小的灰尘微粒上形成细小的水珠,就发生了水汽凝结。
问题:那现在就形成了降水了吗?
学生:不会。
师:是的,空气中凝结的水珠和冰晶很小,形成云以后飘浮在空中,并不一定形成降水。水珠和冰晶随着温度的降低和水汽的增多逐渐增大,最终形成雨滴、雪或冰雹降落到地表,形成降水。
我们可一总结一下降水的条件:
降水的条件:空气的上升运动(冷却降温)--必要条件
充足的水汽(形成雨滴等)--基本条件
师:降水有很多种形式,如雨、雪、露、霜、冰雹,其中最常见的是降雨。
而降雨量的多少,我们用毫米来度量。它表示一定时间内地面积水的深度。气象观测中常用雨量筒把雨水收集起来,观测时把贮水瓶中的雨水倒入雨量杯内,读出的刻度即降雨量。雪和冰雹等融化后可用同样的方法测量。
【补充】
降水强度 1小时降水量 24小时降水量
小雨 小于2.5毫米 小于10毫米
中雨 2.6-8.0毫米 10.0-24.9毫米
大雨 8.1-15.9毫米 25.0-49.9毫米
暴雨 大于16毫米 大于50毫米
问题:降水对人类的生活和生产有什么意义呢?
介绍人工降雨
师:生活中,动物的很多行为与天气的变化有着密切的联系,你知道有哪些吗?
例子:雨前湿度大,鸡笼闷湿,不愿意早进。
阴天空气湿度大,蜘蛛网受潮,粘性差,很难捕捉小虫。
下雨前空气湿度大,蚂蚁巢里泥土潮湿,蚂蚁难以安居。
【教学反馈】
【板书设计】
二、降水
1、水汽凝结的条件:⑴气温降低到一定程度
⑵相对湿度达到100%以上
⑶空气中微小的尘粒
2、降水的条件:空气的上升运动(冷却降温)--必要条件
充足的水汽(形成雨滴等)--基本条件
【补充】
趣谈动物行为与天气变化
俗语说:“燕子低飞,蛇过道,大雨不久就来到。”这句话生动说明了天气变化与动物行为的关系。动物的生存、发展,必然与周围环境发生一定的联系。在长期的进化过程中动物沉积了许多本能,以适应自然界环境的变化,而有些先天行为是人类所无法比拟的,充分了解动物的本能,可给生活带来很大的方便。
昆虫类
1.蜜蜂 蜜蜂是营群体生活的昆虫,一个蜂群由3种蜂组成,即蜂王、雄蜂和工蜂。蜂王、雄蜂负责繁殖后代,而工蜂负责群体的日常生活,分工非常细致。常言道:“蜜蜂窝里叫,大雨就来到;蜂不出窝,风雨快如梭。”生动地说明了蜜蜂的行为与天气变化。
2.蚊子 蚊子属节肢动物门昆虫纲,常见种类有库蚊、按蚊、伊蚊3种。雌雄异体,雄蚊吸食草汁,雌蚊吸食人血,且能传播疾病。民间常言:“蚊子集堂中,明朝带斗篷;蚊子乱咬人,不久雨来临;蚊虫咬得凶,雨在三日中。”
3.蚂蚁 蚂蚁是昆虫纲,膜翅目昆虫,营社会性生活,一群蚂蚁中有20多种类型,蚂蚁也是一种非常忙碌的昆虫,行为复杂。民间常言:“蚂蚁排成行,大雨茫茫;蚂蚁搬家,大雨哗哗,蚂蚁衔蛋跑,大雨就来到。”
4.蜘蛛 蜘蛛是节肢动物门,蛛形纲动物,种类较多,且有结网的行为。常言道:“蜘蛛结网准送睛,蜘蛛收网准阴。”道出了蜘蛛收结网与天气变化的关系。
鸟类
1.喜鹊 喜鹊是鸟纲,雀形目,鸦科动物。在我国民间,喜鹊是一种吉祥鸟,有传报喜讯之说,喜鹊巢居,有在古树叉上筑巢的行为,据笔者观察,喜鹊筑巢的高低与常年雨水的多少有一定关系,如果看到喜鹊在高处筑巢,常年雨水则会偏多,如果看到喜鹊在低处筑巢,则预示常年雨水偏少。
2.鸡 鸡是鸟纲,鸡形目动物。我国鸡形目种类十分丰富,而家鸡是其中的一种。家鸡营巢居生活,据笔者观察,家鸡在晚上睡觉时,鸡头的睡相与天气变化有奇秒的联系,如果鸡头向外睡,则天气晴朗;如果鸡头向里睡,则天气要变有雨;如果鸡头不里不外,身体横向鸡窝,则天气阴郁。民间又言:“鸡登高鸣晴”。
哺乳动物
狗和猫 狗为食肉目,犬科动物。狗的种类较多,看家狗性情温和忠实于主人,故有“狗不嫌家贫”之说。近年来有些名贵家犬,成为上流社会的宠物,身价倍增,而狗的行为复杂。家猫为食肉目,猫科,性情机灵,善长捕鼠。民间常言:“狗洗脸,猫吃草,不到三天雨来到;狗咬青草晴,猫咬青草雨;狗卧灰堆,天阴雨摧。”道出了两种动动的行为与天气变化的关系。
第七节 明天的天气怎么样
【教材分析】
天气和我们的生活的关系很密切。在《自然科学》的教材中主要是突出了天气的表达的方法:气温用最高温、最低温和平均温度表达,降水量的多少决定了降水的强度的划分标准。课程标准的要求是:会从各种媒体中收集天气资料,初步看懂简单的天气云图。可以看出新教材对学生自主的查找资料的能力要求很高。
这部分教材一个很重要的任务就是让学生学会查找以网络为代表的各种查找资料的渠道去寻找需要的知识,从而获得学习的能力。天气云图是新加的内容,教材希望学生会看云和降水的关系,考虑高低气压下对天气状况影响,还要求会看锋面的移动对天气的影响。这里浙江的教材的要求是很高的。
【教学目标】
一、知识目标
1、知道获取天气预报的常见方法。并学会看天气预报。
2、学会看简单的天气图。掌握天气图上重要的天气系统。并利用天气图判断天气状况,及能做简单的天气预报。
3、知道天气预报信息的主要收集方法。
4、调查当地的天气谚语,能解释其中的科学道理。
二、能力目标
1、培养学生在日常生活中获取信息的能力。并能通过读图来获取知识的能力。
2、能运用所学知识在生活中的运用能力。
三、情感目标:培养学生科学联系实际生活的情感态度。
【教学重点】1、怎样看天气预报;2、天气图上的常见天气系统;3、天气图和天气形势;
【教学难点】1、天气图上的等压线和天气系统;2、简单的天气预报。
【教学过程设计】
<问题引入>
问题1:同学们今天天气怎么样?
问题2:那你知道明天天气会怎样呢?
<新课教学>
一、获取天气预报的常用方法
师:平时生活中,你是通过什么途径来知道明天的天气情况的呢?
学生:通过看电视、听广播、拨气象预报电话
师:随着网络的发展,人们还会在互联网上查看气象信息。同时你也可以通过科学的技术来获取气象信息,那就是通过分析天气图,自己预测天气,通过气象观测,自己制作天气预报。
二、怎样看天气预报
首先,我们来看我们生活中最常用的一种获取天气信息的方法,看天气预报。现在同学们就看一则温州某日的天气预报。
天气预报
温州明天阴到多云,有时有小雨,降水概率15%,相对湿度85%,偏南风3到4级,15℃—23℃。
问题:在这一则天气预报中,你获得什么信息?
⑴“阴”指天空的总云量在8/10以上,“多云”指天空总云量在5/10到7/10,5/10到3/10为少云,3/10 以下为晴。
师:在这里我们可以认识几个气象名词。比如阴、多云、少云、晴,这些都是指一天内云的变化。
⑵12小时内降水小于5毫米为小雨,5-15毫米为中雨,大于15毫米为大雨。降水概率表示降水的可能性大小。
师:降水量在上一节课中,我们已经提过。
⑶最低气温和最高气温的表示方法。
师:一天的气温我们是用最低气温和最高气温来表示。15℃、23℃分别表示今天的最低气温和最高气温。
⑷空气质量指数
师:有时候,天气预报中还会报道一天内空气的质量指数。说明今天是否适合运动或其他的活动。
(过渡)天气预报是我们生活中经常见到的。记得我小的时候,电视中频道很少,看的就是中央电视台的节目。可是在下午两点左右,电视中会经常播报天气,但是这里的天气预报跟我们刚才播报的却有很大的不同,出现在我面前的就是书本84页这里的天气形式图,把我看的一愣一愣的。现在我们就来学习如何认识这样的一个图形。
三、天气图
师:天气形式图常用天气图表示,它是一种可以表现不同地方气象信息的地图。世界上第一张天气图是由法国天文学家在1853年绘制的11月12日欧洲天气图。
在同学们看天气图的时候,会发现在图上有很多符号,那这些符号代表什么呢?首先我来介绍一下天气图上的一些天气术语。
天气图上有很多线,除了经线和纬线以外红色的线是一些等压线。在上学期,我们学习地势地形的时候也讲过类似的线——等高线。等高线有什么特点呢?
学生:海拔高度相等的点组成的线。
师:等压线也具有这样类似的性质。
⑴等压线:气压相等的地方的连线。根据等压线的分布特点,可以分析出常见的天气系统,如高压、低压。
像中间气压比四周低的为低压,中间气压比四周高的为高压。
书本上图2-47中已经标出了几个高压和低压的地方,你还能找出其中没有标出的高压或低压的区域呢?
师:接下来看另一种天气术语——锋。
⑵锋是影响天气的重要天气系统。冷暖空气的交界面叫锋面;向暖空气一侧移动的锋叫冷锋,常带来降雨、大风和降温天气;向冷空气一侧移动的锋叫暖锋,常带来降雨天气,气温升高。
我们可以把冷锋和暖锋的特点做一个表格。
过境前 过境时 过境后
冷锋 气温高,气压低 出现较大风雨雪天气 气温下降,气压上升,天气转好
暖锋 气温低,气压高 多连续性降水 气温上升,气压下降,天气转晴
在天气图上,我们还可以看到台风的标志。因此天气图可以较科学的显示了天气的变化情况。其中高压、低压、台风、冷锋、暖锋都属于常见的天气系统。
⑶高压、低压、台风等。还要明白锋面系统的移动机理,高气压和的气压系统的移动机理等。
师:在天气图上还有不同的颜色标志出来,绿色的是什么地方?
学生:陆地
师:白色的是什么?
学生:云
师:并且白色的程度越浓,表明云层越厚,这种云区下面下雨往往就越大。所以白色的区域是云雨区。
练一练
师:现在同学们就依据书本上的图2-47,
1、找出影响我国较大天气系统的位置。
2、分析当日我国的天气形势。
3、预测北京、上海、广州未来24小时的天气。
师:通过刚才的介绍,我们认识了另一种方式来获取天气信息。那就是天气图。现在的天气,气象工作者们都会通过各种有利的方式来收集天气信息。除了地面观测收集信息以外,还有大量用气象卫星、气象雷达、气象探测火箭、气象探测气球、海上船舶、行样气象数据自动收集装置、自动遥感和遥测装置等收集的各种气象信息。并且加上电脑技术的应用,我们可以获得更加准确的气象信息。
那同学们有没有想过,古代的人们是怎么样来预测天气的吗?
在长期的生产活动和生活中,人们积累了许多预测天气的谚语。
东虹日头,西虹雨。天气系统一般自西向东移动。虹在 东面说明阴雨天气移过此地,该地天晴;反之,虹在西面示坏天气移来。
天上星星跳,风雨就来到。因星光闪烁往往反映出大气不稳定。
朝霞暗红雨凄凄,晚霞青白行千里;青霞白霞,无水烧茶。由于朝晚霞的色彩鲜艳程度与空气中水汽含量密切相关。空中水汽多时,呈暗红;水汽少时,呈青白。
人黄有病,天黄有雨。天黄一般是由于空气中水汽、尘埃较多,预示将要下雨。
蜘蛛添丝天放晴。
蚂蚁迁居,天将多雨。
鲤鱼河面跳,大雨将要到 。
春南风,雨咚咚;夏南风,一场空。 早西南,夜东南,好天。
腊月南风半夜雪。 冬南夏北,转眼雨落。
日出日落胭脂红,不是雨来便是风。 满天星,明天晴。
日出没红,无雨即风。 日晕三更雨,月晕午时风。
清晨雾浓,一日天晴。 天上有了钩钩云,三日五日雨淋淋。
早起雾露,响午晒破葫芦。 日落乌云涨,半夜听雨响。
云向东,一阵风,云向西,雨绵绵;云向南,带蓑衣,云向北,好晒被。
今晚花花云,明日晒死人。
【教学反馈】
1、锋是影响天气的重要天气系统之一,在冷暖空气交界处形成的_________处,天气变化比较复杂。冷空气主动推进的称_________,它常常带来_________、_________和降温天气。
2、天气预报中有许多气象术语,意思正确的是[ ]
A.凡是云量超过50%的天气都称为“阴”
B.24小时内降水5~15毫米为中雨
C.“最高和最低气温”分别指子夜与正午时间的气温
D.“降水概率”是对出现下雨可能性大小的估计
3、课后练习1
4、读图,试解答以下问题
(1) (1) 图中______(填A 、B、C)处会明显降温;
(1) (2) 图中________(填A 、B、C)处天气晴好;
(1) (3) 图中最高、最低气压差可达( )
A20百帕 B25百帕 C25百帕以上
答:C,A, C
精析:C处冷锋过境处,会带来降雨、大风和降温。高气压区是晴燥天气,低气压区是阴雨天气。
【板书设计】
第七节 明天的天气怎么样
一、获取天气预报的常用方法
1、通过看电视、听广播、拨气象预报电话、互联网上查看等获取气象预报信息
2、通过分析天气图,自己预测天气
3、通过气象观测,自己制作天气预报
二、怎样看天气预报
1、“阴”指天空的总云量在8/10以上,“多云”指天空总云量在5/10到7/10,5/10到3/10为少云,3/10 以下为晴。
2、12小时内降水小于5毫米为小雨,5-15毫米为中雨,大于15毫米为大雨。降水概率表示降水的可能性大小。
3、最低气温和最高气温的表示方法。
4、空气质量指数
三、天气图:是一种可以表现不同地方气象信息的地图
1、等压线:气压相等的地方的连线。根据等压线的分布特点,可以分析出常见的天气系统,如高压、低压。
2、锋是影响天气的重要天气系统。
(1)冷暖空气的交界面叫锋面;
(2)向暖空气一侧移动的锋叫冷锋,常带来降雨、大风和降温天气;
(3)向冷空气一侧移动的锋叫暖锋,常带来降雨天气,气温升高。
(4)冷锋和暖锋的区别
过境前 过境时 过境后
冷锋 气温高,气压低 出现较大风雨雪天气 气温下降,气压上升,天气转好
暖锋 气温低,气压高 多连续性降水 气温上升,气压下降,天气转晴
5、常见的天气系统:高压、低压、台风、冷锋、暖锋
四、天气预报信息的收集
五、天气谚语
人类关于天气图预报方法的进展
天气预报是气象工作为经济建设和国防建设服务的重要手段之一。随着国民经济和科学技术的发展,天气预报的方法和技术水平也在逐步提高。现将目前我国气象台、站天气预报的一些方法、思路、依据的原理、步骤以及预报技术中的一些问题作一简括的介绍。
天气图预报方法已有100多年历史,自从有电报后,各地同时间观测的气象资料能及时集中到各国的气象中心,分析出天气图。从天气图上看到一个个高、低压系统在移动着,这类天气系统在移动过程中给各地带来了天气变化。我们从天气图上分析出天气系统,预报它们在未来的移动和强度变化(包括生成和消亡),就能推论各地区未来天气的变化,这就是天气图预报方法的主要依据。我们分析各种天气图或其他辅助图表,目的就在于及时分析出引起各地天气变化的天气系统。天气图分析正确与否,是天气图预报方法的前提。天气图预报方法首先要做出天气形势预报,即预报出天气图上已有的天气系统,它们未来的移动和强度变化,同时还要判断有无新生的天气系统产生。
在天气形势预报中,最简单的方法是外推法,即假定未来天气系统的移动和变化与起始时刻的情况相同,这种方法也称作持续性法。其次是气象员在长期天气预报的实践中,总结出有关天气系统移动或强度变化的经验预报规则,这些经验规则在天气形势预报中也有很大作用。此外,从动力气象学的一些理论中,也可以推论出一些有关天气形势预报的规则。气象员根据这些就可以作出未来的天气形势预报。
近30年来,由于电子计算机的出现,趋向于改由机器作天气形势预报图,这种预报称作数值预报,图表示数值预报的内容。数值预报的第一步要求对所预报的天气系统从生成到消亡的主要物理过程有所认识,并将其概括成一组物理定律;第二步将这组物理定律用数学方程组表达出来,并且对这个方程组用电子计算机来求解。由于电子计算机的速度和容量有限,对方程组必须作适当简化;第三步将起始时刻的各层天气图资料编入机器;第四步由机器对这组议程进行求解,便算出未来各个时刻、各个地点和各高度上的高压面高度、温度、湿度和风速矢量的三个分量u,v,w的预报值。
电子计算机在作压、温、湿、风的预报时,是一小段一小段时间往前预报的。例如,根据起始时刻的天气图,先算出10分钟以后的预报图,然后将这张预报图作为起始时刻的天气图,算出10分钟以后的预报图。这样一步一步连续作下去,便能算出未来24小时或48小时的预报图。如果得到一张24小时预报图,先后要作一百次左右的预报。假如我们要计算的站点(在数值预报中称作网格点)为50×50=2500点,高度取10层,对各个站各个高度预报六个气象要素(压、温、湿和三个风速分量),作一次24小时预报就需要进行一千五百万次运算。目前各国探空站的密度大约相隔400~500公里有一个站,所以由数值预报作出的各种形势预报图,只能抓住大尺度天气系统的活动,小于400公里的中小天气系统便预报不出来。
由电子计算机作出的天气形势预报图,比用手工方法制作预报图要客观。根据检验结果,高空天气形势图,用电子计算机制作的比手工制作的要好。对地面天气图来讲,两种方法制作的效果差不多。目前开展数值预报业务的国家发布的各种天气形势预报图,大多是由机器作出并经过气象员修改后才发出的。
天气形势预报图作出后,根据天气形势再作出各地区的天气(阴、晴、雨、雪和灾害性天气等)预报。天气预报困难较大,即使天气形势预报正确,天气预报不一定就报对,因为天气形势和天气并不是一一对应的。所以,从天气形势预报过渡到具体的天气预报,主要依靠气象员的判断,这样,气象员的经验就很重要。气象员在长期预报实践中,将本地区的重要天气编成档案或分成类型,天气形势预报确定后,从档案中找出最类似的过去个例或天气型,根据它们作出天气预报。在过去30年中,天气形势预报进展很快,但从天气形势过渡到具体天气预报,却没有很大进展,这是目前天气图预报方法中的问题之一。
第八节 气候和影响气候的因素
【教材分析】
这部分内容在《自然科学》中也有同样的篇幅进行讲解。本章内容在课程标准中的要求:联系生活经验,了解气候的概念;了解物质的比热容,并能解释自然界和生活中的有关现象。知道我国东部季风气候主要特点和成因。这里更加突出了对读图能力的培养。同时这部分内容对以前的知识进行了重新的整合,充分体现了综合学科的特点。这里一个最大的变化就是对比热这个物质的特性的要求大大降低,只要求定性的分析问题,尤其是对比热的计算已经不做要求了,清楚这一点非常的重要。
【教学目标】
一、知识目标
1、了解气候的概念及影响气候的因素
2、了解纬度因素对气候的影响
3、理解比热的概念,了解不同物质比热的差异
4、理解陆地和海洋比热的不同对气温的影响
5、理解地形因素对气温和降水的影响
6、了解季风的概念,理解我国季风的形成举机理
二、过程与方法:
1、尝试分类、思考、猜想、讨论、交流的学习方法;
2、通过读图,能初步学会从图中理解事物发展规律的能力;
三、情感、态度、价值观:
1、养成主动参与的学习态度,培养 “思维发散”的良好品质;
2、能在协作、对话、交流和互动的过程中学会合作;
【教学重点】1、不同物质的比热;2、海洋和陆地的性质对气温和降水的影响;
3、地形对气温和降水的影响;4、季风的形成
【教学难点】1、比热的概念;2、海洋和陆地的性质对气温和降水的影响;
3、地形对降水的影响;4、季风的形成
【教学过程设计】第一课时
<练习引入>
思考:我们的一位同学在做练习的时候,遇到了这样一道题目,难倒了他,现在要请大家帮忙,帮他找出其中哪些词语是描述天气的?哪些是描述气候的?并讲讲你的判断理由?
1、夏季多雨 2、晴转多云 3、雷雨交加
4、夏热冬冷 5、雪花飘飘 6、终年高温
学生在找判断的依据时,可以引导出气候和天气的区别:天气----短时间、多变的
气候----长时间、稳定(可以通过“天有不测风云”来引导多变与稳定性)
老师再补充:(天气和气候之间的联系)天气是气候的具体表现,气候是天气的综合概括。
思考:结合天气的概念,能否给气候下个初步的概念
生:气候是描述一个地方长时间的天气特征
问:你觉得这些天气特征指什么?
学生:应该是个平均值。
师:是长时间内天气的平均变化情况。那我们浙江一年四季的天气的平均状况是怎么样,我们一起来完成书本85页这里的表格。
家乡(浙江)一年四季的气候情况
春季 夏季 秋季 冬季
平均气温/℃ 15 26 18 6
平均降水/㎜ 510 525 310 190
极端气温 最低气温: -13.4 ℃
最高气温: 40℃;
老师指出:天气的状况包括天气的平均状况和极端的状况。因此我们可以给气候下一个完整的概念。
板书:第8节 气候和影响气候的因素
一、气候(Climate) :
是指某一地区长时间内的天气特征,包括天气的平均状况和极端状况。
主要用气温和降水等要素来描述
练习巩固:
1、下列叙述中,说天气的是( )
A、夏季高温多雨 B、北京四季分明 C、塔里木盆地终年干燥少雨
D、夜来风雨声,花落知多少
2、下列词语中哪些是描述气候的( )
A、阴转多云 B、晴空万里 C、烈日炎炎 D、四季如春
3、下面是小明同学的一篇日记,请说出哪些描述的是天气,哪些是气候?
温州多山滨海,四季分明、温暖湿润。去年农历12月27的一天,阳光明媚,早晨气温为6℃,我和家人一同去哈尔滨游玩……可哈尔滨却是雪花纷飞,当时气温为-13℃,原来哈尔滨的冬季极为严寒……为什么哈尔滨的冬季气温比温州低得多呢?
一、纬度对气候的影响
过渡:小明在这次的日记中还提出这样一个问题:为什么哈尔滨的冬季气温比温州低的多?
困惑:温州、哈尔滨和海南这三个地区的冬季气温差别很大,是什么因素的影响呢?
举例:热的可以在石头上烙大饼 冷的可以呵气成冰
干旱的百年享受不到滴雨之恩 湿润的几乎天天都下雨。
学生讨论,老师提示让学生回忆初一第二册学过的内容
纬度不同的地区,接受太阳辐射的量不同,我们把地球分为不同的纬度带,分别是热带、温带、寒带。我国的纬度位置跨五带的哪几个带?(热带、北温带) 不同的纬度带对气温有着很大的影响,而气温是描述气候的一个要素。纬度低的地方气温高,纬度高的地方气温低。海南岛:属热带,长夏无冬。漠河:夏季短,冬季长而寒冷。
板书 :1、纬度位置对气候的影响
(1)低纬度地区的气温较高
(2)纬度位置主要是对气温的影响
二、海洋和陆地的性质对气温和降水的影响
(一)海洋和陆地对温度的影响
现在,生活水平提高了,一到炎热的夏天,很多人都要跑去避暑。
思考:(1)夏天避暑一般去哪些地方?
(2)中间的四大火炉指哪些地方?(重庆、武汉)
(3)这两类地方在地理位置有什么差异?(沿海城市和内陆城市)
(4)为什么会有这样的差异?
海洋和陆地的不同性质是否会对湿度产生不同的影响?
要想解答问题4先来学习比热的知识
从生活实际出发
举例1:烧开一壶水比烧开半壶水需要更多热量,说明了什么?
可见,水(物质)温度升高时需要吸收的热量与它的__质量__有关。(烧同样质量的水,需吸收相同的热量)
举例2:烧同一壶水,烧到100℃和烧到50℃哪个需要的热量多?
可见,水(物质)温度升高时需要吸收的热量与它的___温度___有关。
通过这两个例子,你可以总结出什么?
水(物质)的质量大,升高的温度越高,需要吸收的热量也越多,
提出问题:如果换用相同质量的其他物质(水、煤油),升高相同的湿度,需要吸收的热量是否相同?如何设计实验的方案
取100克的水和酒精,升高10℃,看谁吸热多
如何比较吸热的多少?(热量不好测量)
问题转换:为了实验操作方便和便于测量,如何转换问题?
学生思考:对不同物质,质量和吸热相同,比较升高的温度是否相同
具体:取相同质量的水和食用油(水体积小于油),吸收热量相同,看温度升高多少?
建立假设、实验收集证据
取两只相同的烧杯,加相同质量的水和油,用酒精灯加热相同的时间,吸收相同的热量
思考:在实验过程中要控制好哪些实验条件?
100克 10分钟 △t
水
油
实验结果:经过相同时间的加热,油温度升高快,水温升高慢,即相同质量的水和油升高相同的温度时,水吸热多。 说明了什么?
得出结论:质量相同的不同物质,升高相同的温度,所吸收的热量不同。
物质吸收热量的多少与物质种类有关。
进一步指出比热容定义
单位质量的某种物质,在温度升高(降低)1℃时所吸收(放出)的热量,叫做该物质的比热容,简称比热。比热是物质的一种属性
比热单位:焦/(千克·℃),读作:焦每千克摄氏度 符号:
水的比热:4.2×103焦(千克·℃)表示一千克水温度升高(降低)1℃里,需要吸收(放出)的热量为4.2×103焦
如果是2千克的水,温度升高1℃,则吸热的热量为
1千克的水,温度升高2℃,则吸收的热量为
由此可以看出吸热或放出热量的多少与什么因素有关?
物体的质量×比热×升高(或降低的温度),给出公式
与物体原来的温度有关吗?
阅读表格:几种物质的比热
⑴水的比热最大。
⑵不同物质的比热是不同的。所以比热是物质的一种特性。与物质的质量、升高的温 度、吸放热的多少无关
⑶不同状态的同一种物质的比热不同,说明比热与物质状态有关。
思考:1、水、煤油、砂石的比热及其含义
2、比热最大的一种物质是什么?
3、等质量的各种物质,吸收相等的热量,水 温度升高最少
放出相等的热量,水 温度降低最慢
水的比热比砂石大,吸收相同热量,水升温慢
思考:比较水和砂士的比热大小,说说海洋和陆地对气候产生什么不同的影响
分析:同一纬度,海洋(水 ) 温度升高慢,温度低
陆地(砂土),温度升高快,温度高
由于陆地和海洋的物理性质不一样,陆地吸热升温快,放热时降温也快;海洋相反。因此,同纬度地带,夏季陆地气温高海洋气温低,冬季相反。
读图分析:中国1月和7月的平均气温分布图验证你的猜想
纬度相近,吐鲁番的气温年较差比北京大,如何理解年较差?
深居内陆的吐鲁番冬季气温低,夏季气温高,气温的年较差比北京大
北京距海比较近,受海洋影响大,气温年较差比较小
推断:同一纬度的海洋和陆地,冬季降温幅度较大的是陆地,夏季升温幅度较小的是海洋
问:产生现象的原因是什么?
生:水和砂土的比热不同
(二)海洋和陆地对降水的影响
海洋上水汽充足,空气湿润,因此近海而且能受到海洋湿润气流影响的地方降水就多。即沿海地区的降水一般比远离海洋的内陆地区更丰富。远离海洋的内陆降水就少,近海受不到海风吹拂的地区降水也少。
问题:为什么我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱,夜抱火炉吃西瓜”的现象?
答:因为吐鲁番盆地砂石、泥土较多,这些物质的比热容较小,太阳一晒,它们的温度很快升高;太阳一落山,温度很快降低,所以早晚温差较大。
设疑:拉萨也在北纬30左右,为什么气温和温州的差别这么大?
赤道南侧坦桑尼亚北部乞力马托罗山(海拔近6000米),
为非洲第一高峰,山麓地带气候湿热,绿树浓郁,而
山顶常年被积雪覆盖,很难见到它的真面目。这是什
么原因呢?
2、地 形:
(1)在对流层,地面每升高1000米,
气温下降约6℃;
(2)在迎风坡易形成较多的地形雨,
迎风坡的降水比背风坡的多.
珠穆朗玛峰是世界最高峰 (海拔近8848米),山顶终年被积雪冰川覆盖。
学生讨论
2、地形对气候的影响
(1)、随着海拔升高,气温降低。
(2)、在对流层,地面每升高1000米,气温下降约6℃。
简单计算,如果某地海平面气温为25,则同地海拔6000米高的山顶气温为多少?
困或:小明喜马拉雅山上还发现了一个奇怪的现象?打出图片让学生找找南坡和北坡有何不同?
生:植物的种类和数量不同
师:哪些因素会影响到植物的种类和数量
生:南坡热量多,气温高。。。。。。。
降水
引出迎风坡和背风坡,教师介绍背景,南坡有湿润的水汽,学生分析南坡和北坡有何不同。
教师打出图片详细介绍地形雨的形成。
(3)在迎风坡易形