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教学目标
知识目标:
1.了解热力环流的形成、影响大气水平运动的“三力”以及受其影响的风向。
2、掌握气旋、反气旋的运动方向。
3. 在等压线图上表示大气中的实际风向。
能力目标:
1. 画出气旋和反气旋的示意图。
2.能看懂简单的等压线图。
德育目标:
1.使学生了解大气运动与人们生活、生产活动的关系,明确人类活动应如何趋利避害。
2、能够将所学知识运用到实践中,服务社会。
教学重点
1.了解热力循环的形成。
2.了解大气的水平运动——风。
3、掌握气旋、反气旋的运动方向。
教学难点
1、热力循环动态过程引起的等压面弯曲方向。
2、影响大气水平运动的“三力”以及受其影响的风向。
教学法
1、实验方法:结合本课活动,课前安排学生进行实验,观察和证明热力循环。
2.利用多媒体课件演示气旋和反气旋的动态,帮助学生了解其运动。
3、叙述方法:详细描述三种力影响的风向。
教具准备
投影仪(电影)、多媒体
课程表
一课时
教学流程
导入新类:
地球周围的大气层就像一台巨大的机器,日夜不停地运转。 其运动形式多种多样,有大有小。 正是这种不断的大气运动形成了地球上不同地区的天气和气候。 大气为什么会移动以及它是如何移动的? 这就是我们在本课中将学到的内容。 下面我们来研究一下第3节的内容。 《2.3 大气的运动》(板书)
新课程教学:
本课的介绍可以算是整个大气运动相关内容的序言。 让学生先阅读课本的引言,分析引言中总结的有关大气运动的内容。
气氛在不断地运动。 大气中热量和水蒸气的输送以及所有天气的变化都是通过大气运动来实现的。 这说明了大气运动的重要性。
其次,大气运动的能量来自太阳辐射。 由于各纬度接收到的太阳辐射能量数量不均,造成高低纬度温差,这是大气运动的根本原因。
第三,大气运动的形式分为水平运动和垂直运动。 其中,大气的垂直运动以上升或下沉的气流来表示; 大气的水平运动就是风。
转:同学们高中物理精彩导入,上课前,我们安排大家观察烧一壶水的情况。 当锅里的水沸腾时,中间的水上升,锅周围的水下沉。 当一小堆纸点燃时,纸片和灰烬从火中升起,在空气中流动,从火的两侧下沉,然后再次进入火中。 上述两种现象都是由于中部与周边受热不均匀而引起的热力循环现象。 那么,大气的运动到底是什么呢? 我们先来研究第一部分。
1.热力循环(板书)
由于地面冷热不均匀而形成的空气循环称为热力循环。 它是大气运动的最简单形式。
我们根据这两张图来分析一下热力循环的动态过程。
幻灯片放映
(1)若A、B、C(如左上图)受热均匀,则①三处温度相同; ②三处气压相同; ③三处气压随高度降低相同; ④三地在同一水平面上,各点气压相等,等压面是相互平行的水平面。
(2)如果A处被加热(如右上图),则①A处温度较高,B、C处温度较低; ②A处空气受热膨胀上升,B、C处空气相对冷却下沉,引起空气垂直运动; ③A处近地面空气膨胀上升,密度减小,气压减小。 B、C处近地面空气相对冷却下沉,密度增大,气压上升。 三个地方靠近地面的同一水平面上的气压A为A。地面较小,B、C地方较大,迫使空气从B、C流向A,引起空气水平移动。 此时,三处靠近地面的等压面不再是水平的。 在A处,气压较低,等压面向下移动,在B、C处气压较高,等压面向上移动; ④ 在一定高度A/A以上,由于上升空气堆积密度增大,气压高于周围同层区域。 ,由于下沉后B/和C/处的空气密度减小,因此气压低于同一水平面上的周围区域。 空气从气压较高的A/流向气压较低的B/、C/,形成热力循环。 。
1、冷热不均引起的热力循环(板书)
(3)空间中气压值相等的点组成的曲面称为等压曲面。 等压面上凸出的区域为高压区,等压面上凹下的区域为低压区。
由于同一水平面上的 A/、B/、C/ 点的气压不再相等,等压面不再是水平面,在 A/ 处向上移动,在 B/ 和 C/ 处向下移动。 形成弯曲的等压表面。
2、等压面弯曲方向(黑板上写)
根据大量观测事实,城市气温往往高于周边郊区。 它看起来就像一座“热岛”矗立在乡村较凉爽的“海洋”上。 人们称之为“城市热岛”。 世界上各种规模的城市都可以观察到热岛效应,无论其纬度、海洋和陆地位置或地形起伏如何。 由于这种现象,城市与郊区之间也形成了热力循环。
请学生阅读课本《城市风》和图2.10《城郊热力循环》。
通过对这种材料的研究,我们了解到城市与郊区之间形成了一种小型的热力环流,称为城市风。 由于城市风现象的出现,在城市规划中必须考虑到这一因素,并且要注意研究风在市区上空与郊区下沉之间的距离。 一方面,污染严重的工业企业应远离城市风下沉距离,防止这些工厂排放的污染物从近地面流向市区。 另一方面,卫星城市应建在城市风循环之外,避免相互污染。
继承:综上所述,由于地区之间冷热不均,造成空气上升或下沉的垂直运动; 空气的上升或下沉导致同一水平面上气压的差异。 气压差又引起大气的水平运动。 大气的水平运动就是风。 我们来研究一下课文的第二部分。
2.大气的水平运动——风(板书)
请阅读本部分,了解风的形成过程以及风向在不同力的作用下如何变化。
学生读完课文后,老师提出一些问题(如:1.风的直接原因是什么?2.在哪种力的作用下,风向与等压线平行?这个风向在哪里?存在吗?),并通过学生讨论来回答或解释,然后教师进行详细分析和解释,以达到本课的教学目的。
地球表面受热不均匀,导致同一水平面上的大气有的地方气压高,有的地方气压低。 我们将单位距离的压力差称为压力梯度。 由于它们代表同一水平面上气压的变化,因此也称为水平气压梯度。 只要水平面上存在压力梯度,就会产生推动大气从高压区流向低压区的力。 该力称为水平压力梯度力。 在这个力的作用下,推动大气从高压区水平移动到低压区,就形成了风。 可见,水平气压梯度力是大气水平运动的驱动力,也是风形成的直接原因。
(1) 理想条件下,当空气粒子仅受一种力作用,即水平压力梯度力时,水平压力梯度力垂直于等压线,从高压指向低压(见图2.11水平压力梯度)力量)。 如果没有其他外力,风向应与气压梯度力的方向一致,即风向应垂直于等压线。
(2)现实生活中,空气粒子也会受到地转偏转力的影响。 水平气压梯度力和地转偏转力共同作用下的风向又如何呢?
大气在旋转的地球上作水平运动,所以当大气开始运动时,立即受到地转偏转力的影响,导致风向逐渐偏离气压梯度力的方向。 北半球向右偏转,南半球向左偏转。 这样在水平气压梯度力和水平地转偏转力的作用下形成的风,见图2.12。
该图显示了北半球平坦等压线的情况。 在初始状态下,空气粒子垂直于等压线移动(沿水平气压梯度力的方向)。 在最终状态下,风向平行于等压线。 这个过程是水平气压梯度力和水平地面偏转力逐渐建立平衡的过程。 在这个过程中,空气质点总是沿着两力合力的方向运动,而水平地面偏转力总是垂直于运动方向。 向右,所以风向不断向右移动。 最后,风向与等压线平行。 此时,水平气压梯度力与水平地面偏转力大小相等,方向相反。 它们的合力为零,达到平衡状态。 空气运动不再偏转并进行惯性运动,形成沿等压线吹的平行稳定风。 这种稳定的风通常称为地转风,因为它只考虑气压梯度力和地球自转的影响,所以称为地转风。 地转风是大气运动最简单的情况,它实际上存在于高海拔等压线平坦的情况下。
1.高层大气风向(板书)
因此,高空大气中的风向是气压梯度力和地转偏转力共同作用的结果。 风向与等压线平行。 在这个形成过程中,地转偏转力只改变风向,而不能改变风速。
(3) 靠近地面实际上存在摩擦力。 再加上这种摩擦力,风向就出现了新的情况。
摩擦力是指地面与空气之间以及不同运动条件的空气之间相互作用所产生的阻力。 在近地面大气等压线平坦的情况下,当水平气压梯度力与地转偏转力和摩擦力的合力达到平衡时,就形成斜吹等压线的风。 这是近地表风。 地面风况。
2. 近地面风(板书)
请学生阅读图2.13,并在图中画出地转偏转力和摩擦力的合力。
从图中可以看出,由于摩擦力始终与运动方向相反,即与风向相反,而水平地面偏转力与运动方向向右成900度,即,垂直于风向,因此摩擦力与水平地面偏转力 的合力与水平气压梯度力达到平衡时,风斜向穿过等压线。 也就是说,风向和等压线之间存在一个角度。 摩擦对风有阻碍作用,可以降低风速。 因此,摩擦力同时影响风向和风速。
补充材料1:
摩擦力对风的影响
一般摩擦力的影响可达距地面1500米左右的高度,此范围内的风向与等压线斜交。 摩擦力越大,风向与等压线夹角越大; 摩擦力越小,角度越小。 当摩擦力为零时(在高海拔),风向平行于等压线。 因此,在实际大气中,摩擦力随着高度的增加而逐渐减小,因此风向随着高度的增加而逐渐右移。 即海拔越高,风向与等压线的夹角越小。 最后,风向和等压线变小。 等压线是平行的。 这是风随高度变化的最普遍规律。 风速随着高度的增加而增加。
陆地表面和海洋表面之间的摩擦力是不同的。 地面摩擦力大,海洋表面摩擦力小。 因此,在相同气压条件下,陆地表面风与等压线夹角大,风速小; 海洋表面的风与等压线夹角小,风速大。
风斜吹过等压线,意义重大。 由于风本身输送大气质量,吹过等压线的风会将大气从高压区输送到低压区,直接影响高低压的升降。 高低压的升降又引起气流的变化,因此气压系统与大气运动相互作用、相互制约,形成大气活动的不断变化的阶段。
继承性:由于陆地表面和海洋表面不仅摩擦力不同,而且热性质不同,导致海平面等压线和风向发生新的变化。 接下来我们将了解海平面的实际大气风向。
3.海平面实际大气风向(写在黑板上)
(4) 在实际海平面等压线分布图上,由于海陆热力差异的影响,等压线呈弯曲状,出现闭合中心,形成低压中心和高压中心。 阅读图2.14“一月海平面等压线和风向”。 风向与上述规则相同。 在气压梯度力、地转偏转力和摩擦力的共同作用下,低压气流在北半球沿逆时针方向旋转汇聚(南半球沿顺时针方向旋转汇聚); 高压气流 气流在北半球顺时针旋转和发散(在南半球逆时针旋转和发散)。
补充材料2:
气旋和反气旋
1、在等压线分布图上,当等压线闭合且中心气压低于周围气压时,称为低压。 在压力梯度力的作用下,低压气流从周围流向中心; 受地转偏转力的影响,低压气流在北半球向右偏转,按逆时针方向流动,在南半球向左偏转,按顺时针方向流动。 大漩涡顺着方向流动。 大气的这种流动很像河流中的漩涡,因此低压也称为气旋。
南北半球气旋多媒体演示(动画效果)用下面两张图进行教学:
老师用鼠标点击北半球的气压区,询问低压区水平气压梯度力的方向(从周围到中心,与等压线垂直),然后用鼠标点击代表水平压力梯度力的虚线箭头。 在教授气流运动方向时,教师用鼠标点击代表气流运动(受到地球自转偏转力接收)的旋转实线箭头(动画)。
首先,要求学生在草稿纸上画出南半球气旋的旋转。
教师用鼠标点击代表南半球气旋气流运动的四个旋转箭头(动画),并要求学生检查所画是否正确。
2、在等压线分布图上,当等压线闭合且中心气压高于周围气压时,称为高压。 高压气流在水平气压梯度力的作用下从中心流出,在北半球顺时针旋转,在南半球逆时针旋转。 这种高压循环系统与气旋正好相反,因此也称为反气旋。
南北半球反气旋多媒体演示(动画效果)用下面两张图进行教学:
老师用鼠标点击北半球等压线分布图来强调高压。 询问高压水平压力梯度力的方向(从中心到周围并垂直于等压线)。 教师用鼠标点击代表水平压力梯度力的虚线箭头。 然后在教学的同时,用鼠标指出北半球反气旋的气流运动方向(动画效果)。
首先要求学生在草稿纸上画出南半球反气旋的流动。 然后教师用鼠标点击代表水平气压梯度力的箭头和代表高压区气流方向的旋转箭头,并要求学生检查自己画的内容。 内容正确吗?
补充材料3:
等压线图的阅读
等压线是连接同一水平面上具有相等气压值的点的线。 等压线图包含大量有关大气物理特性的信息,是地理学科中常见的问题类型。
要读懂等压线,首先要了解气压的基本形式,如高压、低压、高压脊(在等压线分布图上,高压延伸的狭长区域称为高压脊,就像地形上的山脊。高压脊有不同的高度,连接压力线弯曲最大的点的线称为山脊),低压槽(在等压线分布图上,低压延伸的狭窄区域称为低压槽,如地形中的狭窄山谷)等。
读取等压线的第二步是根据每个地方所在的半球,利用水平气压梯度力、地转偏转力和摩擦力来确定每个地方的风向和风力。 在确定风向时,由于摩擦力与风向密切相关,因此取决于等压线是高海拔还是海平面。 如果是高空等压线图,高空大气稀薄,摩擦力可以忽略不计,所以风向与等压线平行; 如果是海平面等压线图,摩擦力很大,几乎与等压线斜交,但角度有多大呢? ,难以掌握。 为了方便起见,北半球一般向右偏转45°左右,南半球向左偏转45°左右。 确定风力时,等压线越密,代表水平气压梯度力越大,因此风力越大; 反之,风力就会较小。
课堂强化练习:
分析:
(1)从等压线分布图上的气压值可以得出,中心气压高于周围气压,因此气压系统为高压。
(2) A 处等压线稀疏,B 处等压线密集,说明 A 处水平气压梯度力小于 B 处,因此 B 处风力较大。
(3)识别A、B处风向时,画出水平气压梯度力(虚线箭头)和地转偏转力(如图中实线箭头)高中物理精彩导入,然后确定风向,看看是哪个方向实线箭头从哪里来确定风向,所以A处吹东南风,B处吹西北风。
课程总结:
幻灯片展示了本节教材内容的框图,然后边看图边总结。 最后强调一下,本节的补充内容要求学生掌握气旋和反气旋的运动方向,读懂简单的等压线。
课后作业:
1.关于风向和风力的说法正确的是( )
A、由于靠近地面的摩擦力比较大,风与等压线平行
B. 由于在高海拔处摩擦力可以忽略不计,因此风和等压线之间存在一个角度。
C、同一张图中,等压线越密,风力越大。
D、两张图中,A图等压线较密,B图等压线较稀疏,则A图各点的风力均大于B图。
答案:C
2. 大气运动的根本原因是( )
A.太阳辐射
B. 地区冷热不均
C.同一水平面上的气压差
D、地球自转产生的地转偏转力
答案:B
版式设计
2.3 大气运动
1、热力循环
1、冷热不均引起的热力循环
2、等压面的弯曲方向
2.大气的水平运动——风
1. 高层大气风向
2、近地面风向
3.海平面实际大气风
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