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大气的运动--热力环流教学设计


热力环流教案
1.课题:中图版地理必修一上册第二章第三节第一课时“热力环流” 。 2.教学目标: 知识目标
(1)了解并能说出大气运动的作用,能量来源及分类。 (2)理解并能阐明热力环流的成因,形成过程和环流过程。 (3)理解并能说明同一水平面上等压面变化情况。

能力目标:
(1)通过学习热力环流模型,能联系生活实际,列出生活中

的热力环流实例,增强举一反 三的能力。 (2)通过画热力环流模式图,提高绘图能力。 (3)通过分析等压面变化及高低空气压变化,增强空间思维能力。

情感态度价值观目标:
(1)通过对热力环流成因的分析,认识任何地理要素之间相互联系的辨证唯物主义观点。 (2)通过学习城市热岛环流,树立保护大气环境的意识。 (3)通过对生活中的热力环流举例,养成细心观察身边现象及认真思考的习惯。 (4)通过对城市热岛环流为工业布局的学习,体会地理学科的实用价值。

3.教学重点
(1)热力环流的动态形成过程 (2)冷热不均引起的等压面变化情况 (3)生活中的热力环流(城市风)

教学难点:冷热不均引起的等压面变化情况 4.课型:综合课 5.教学方法:讲解法,象征图像直观法,比较法,板书笔记指导法,读书指导法 6.教具:多媒体,书,粉笔盒 7.教学过程:

板书一

基本原理:
P=ρ gh。 随着 h 升高,空气密度ρ 减小,气压降低

C

B A

图一

板书二:
冷热均一时

1004 1006 1008 1010(hPa)
图二

板书三:

冷热不均时

A’ ρ 高压

B’ ρ 1004 低压 1006 1008

ρ

低压 受热多 A

ρ 受热少 B

高压 1010(hPa)

图三

板书四:
冷 热 不 均 空气 垂直 运动 同一 水平 面上 气压 差异 空气 水平 运动

热力环流

图四

板书五:

等压面变化情况:凸高为高,凸低为低

C’

A’ 高压

B’ 1004 低压 1006 1008

高压 受热少 C

低压 受热多 A

高压 1010(hPa) 受热少 B 图五

练习一:
将板书三 ABA’B’的气压按从高到低的顺序排序

A’ ρ 高压

B’ ρ 低压

1004 1006 1008

ρ

低压 受热多 A

ρ 受热少 B

高压

1010(hPa

练习二:

下图为某地由热力原因而形成的高空等压面分布图,读图回答第(1) —(3)题。

(1) 比较甲、 乙两地的天气状况: 甲地___________; 乙地___________. (2)甲、乙、A、C 四地气压由高到低的排列是___________. (3)在图中用箭头将这一热力环流补充完整。

详案
(师)同学们,现在开始上课!我们知道科学家们在青藏高原考察时,他们煮饭用的锅并不 是平常我们家里用的蒸锅,而是高压锅。这是为什么呢? (生)略。 (师)对,因为青藏高原上气压太低了。用普通的锅空气对锅的压力不够,煮出的饭是夹生 的。 他们必须用高压锅增大压强才能吃上松软的饭。 在物理学中我们已经学过了气压的概念, 和老师一起回忆一下气压就是—— (生)略。 (师)气压就是大气的压力,也就是单位面积上所承受的大气柱的重量。我们还学过一个计 算气压的公式 P=ρ gh(板书) 。从这个公式可以看出,气压与空气密度和大气柱的高度成正 相关。由于地心引力,随着高度的增加空气密度会减小。就像我们去高原上旅行,首先面临 的一个问题就是高原反应:头痛,呼吸短促,严重的还会突发心脏病。归根到底就是高原海

拔太高,由于地心引力,空气密度会随着高度升高而减小,空气稀薄,我们脑部供氧不足, 导致高原反应。所以我们又可以得出另一个结论:随着高度的升高,空气密度减小,气压减 小(板书) 。青藏高原上就是因为空气太稀薄,空气密度太小,造成气压太低。 (画图 1)那 现在同学们根据刚才我们回忆的物理知识,同学们看看 ABC 三点哪一点的气压最高呢? (生)略。 (师)恩。 (语速稍慢)因为 A 点处所承受的大气柱最高,h 最大。而且 A 处海拔高度最低, 空气密度最大。所以气压最高。 (师)虽然说气压会随高度的增加而降低,但在同一高度上,同一个水平面上(用书比划) , 当地表面冷热均一时(板书) ,空气密度相等,所以各点气压相等,我们将这些气压相等的 点连成一个平面就叫等压面(用书当道具) 。以同学们的角度看是一条线。同学们可以看到 33 页图 2.8 的第一幅图,这其实是一个个的等压面。同样,他们的气压也是从低空向高空逐 渐降低的。 (画图 2) (师,承转)注意老师刚才说的是当地面冷热均一时,同一高度上,各点气压相等,没有气 压差异,现在的等压面,我们可以看到,是和地面平行的。这时候空气就像被冻结了,停滞 不动。这是冷热均一时喽。但多数情况下,地面时冷热不均的。比如说这儿是杯热水,那儿 是块冰。那这时候的空气还是停滞不动的吗?等压面还是与地面平行的吗? (媒体播放开水沸腾的景象) (师)同学们观察到锅中间的水和锅边的水运动情况有什么不同吗? (生)略。 (师)为什么锅中间的水会上升,而锅边的水会下沉呢? (生)略。 (师,承转)对。锅中间要热些,而锅边相对来说要冷些。在这种冷热不均的状态下,水运 动的方向不同。那大气在地面冷热不均的情况下是不是也会上升或下沉呢?我们来分析一 下。 (画图 3) (师)如果 A 处受热,B 处冷却。根据常识“热胀冷缩” 处空气受热,空气膨胀,体积 。A 增大,密度减小,单位面积浮力大于重力,向上的浮力就托着空气上升(副板书上分析) 。 所以空气受热会上升(板书画出) 。相反,B 处空气冷却,收缩,体积减小,密度增大,单 位面积重力大于浮力,向下的重力就带着空气下沉(副板书上分析) 。所以空气冷却会下沉 (板书画出) 。 (师, 承转) 同学们看, 地面冷热不均首先就导致了空气上升和下沉两种垂直方向上的运动, 不再是以前停滞不动的了。空气一运动,同一地点的空气密度肯定会变化,相应的,气压也 会发生变化。 (师)A 处受热,空气膨胀上升,低空空气跑到高空去了,低空空气密度就会——减小,高 空空气密度就会增大;B 处空气冷却收缩下沉,高空空气沉到低空来了,那么高空空气密度 就会减小,低空空气密度就会——增大(板书,用粉笔盒当道具比划) 。同学们看啊,在冷 热均一时,AB 两点处于同一等压面上,他们的空气密度相同,气压相等。但是现在由于地 面冷热不均,A 点处空气上升,低空空气密度减小;B 点处空气下沉,低空空气密度增大。 空气密度不同了,气压还相等么? (生)略。 (师)相对来说,A 点气压高还是 B 点气压高呀? (生)略。 (师)恩。所以 B 点相对于 A 点来说就是高压,A 点相对 B 点来说就是低压(板书) 。同样 的,我们来分析高空的 A'B'两点。冷热均一时他们处于同一等压面上,空气密度相同,气压 相等。现在,A’处空气堆积,空气密度增大;B’处空气下沉,空气密度减小。所以,A’和 B’

处比较,A’相对来说就是高压,B’处相对 A’处就是低压。 (师)注意啦!老师刚在比较高低压的时候都是相对于同一个水平面上的两点,而不是垂直 方向上的两点。A 和 B 比较,A’和 B’比较。因为刚才我们已经得出结论:随着高度升高, 气压会降低。也就是说,低空的气压是绝对大于高空的。 (练习 1)同学们现在就给 ABA’B’ 这四点的气压从高到低排个序。 (生)略。 (师)看来同学们都掌握得不错。正如同学们说的,B〉A〉A'〉B'。因为高空气压始终比 低空低。 (师) 在同一水平面上有了气压差异, 根据物理常识, 气往低处流。 气流会从高压流向低压。 低空气流 B 由流向 A;高空气流 A’由流向 B’。产生了大气的水平运动——风。从 A 到 A’ 到 B’到 B 再回到 A,不就成一个环流了么?由于这是冷热不均的热力因素形成的,所以我 们把它叫做“热力环流” 。 (师)我们再回过头来看看热力环流形成的全过程(板书 4) :由于地面冷热不均,空气受 热膨胀上升, 冷却收缩下沉, 产生空气的垂直运动。 运动过程中, 高低空空气密度发生变化, 引起气压的变化,导致同一水平面上的气压差异。在同一水平面上,大气从高压流向低压, 也就形成了大气的水平运动。由于这是冷热不均的热力因素形成的,所以我们把它叫做“热 力环流” 。

(师 承转)同学们看 33 页图 2.8 的第一幅图,当冷热均一时,同一水平面上,没有气压差 异,各个等压面与地面平行。但是现在地面冷热不均了,产生了热力环流,同一水平面上有 了气压差异,等压面还是以前的等压面吗? (生)略。 (师)我们进一步来分析。(板书 5) 如果 A 点空气受热膨胀上升,BC 两点空气冷却收缩下 沉。 低空 A 点相对于两点来说就是低压, 两点相对而言就是高压。 BC 以前冷热均一时, ABC 三点在同一个等压面上。但现在呢?A 点气压比 BC 两点低了,肯定不能再在同一个等压面 上了,对不对?那现在的等压面时怎样的呀?刚才我们说了,高空气压比低空气压低,A 点 气压比 BC 两点低,那么在 BC 两点的上空肯定能找到一些点,这些点的气压和 A 点气压相 等。 我们将这些点连接起来就形成一个新的等压面。 同样的, 我们请一位同学来分析高空 A’ 点所在的等压面。 (生)略。 (师)同学们说他画得对吗? (师) 根据上边的分析, 我们可以将等压面的变化情况用八个字归纳 “凸高为高, 凸低为低” (板书) 意思就是等高线凸向高空表示这一点是高压, 。 等高线凸向低空表示这一点是低压。 同学们可以把这几个字写在旁边帮助理解记忆。 (师)热力环流在形成的同时伴随着等压面的弯曲,这部分在高考中属于重点考察内容,所 以同学们一定要好好掌握。现在我们做道练习题巩固一下。 (练习 2)

(师 承转)当然我们学知识不单单为了考试,更重要的是要用知识来解决生活中的问题。 现在天气渐渐热了,再过几天就是荔枝成熟的季节。荔枝好吃,但特别容易坏。那同学们有 没有注意到水果店的老板是怎样保鲜荔枝的吗? (生)略。 (师)对,加冰块。那你们建议水果店老板把冰块放在荔枝的上边还是下边呀?

(生)略。 (师)最好是放在荔枝上层。如果放在荔枝下边,根据刚才我们讲的空气冷却收缩会——下 沉,那冷空气凉快的就不是荔枝,而是冰块下边的泡沫盒了。 (师 承转)除了这个实例,同学们在生活中还遇到哪些现象与热力环流相关呢? (生)略。 (师)很好,刚才我们同学提到了空调,暖气。科学家预测,今年重庆会比 2006 年还热, 同学们课下后思考:如果你家要安装空调,你建议安在什么地方? (师 承转)可能同学们都有种感觉,我们越往解放碑中心走,就越觉得热,对不对? (生)略。 (师)这是为什么呢? (生)略。 (师)解放碑人多,植被少。人们的生产生活排出大量的废热,就使得市中心的温度比郊区 高。我们称这种现象为“城市热岛” 。城市与郊区之间有了冷热不均,在两者之间就会产生 一个热力环流,叫做“城市热岛环流” 。请同学们根据刚才我们学习的热力环流模式,快速 阅读 34 页“城市热岛环流” ,理解它的形成过程。 (生)略。 (师)看完了吧!我们一起来分析一下“城市热岛环流“是怎样形成的。 (语速稍慢,动画 辅助)城市比郊区热,空气在城市上升,在郊区下沉,同以水平面上产生气压差异。高空气 流从城市流向郊区, 低空气流从郊区流向城市, 就形成了一个城市与郊区之间的热力环流— —城市热岛环流。 (师) 城市热岛环流的形成会对我们的生产生活产生什么样的影响呢?假如你是一位城市规 划专家,你会把空气污染严重的企业布局在 ABC 的一处? (生)略。 (师)有人说布局在 A 处或 B 处,离城市近,运费少些。那我们来分析到底哪处师最优选 择。由于“城市热岛效应”的存在,高空气流从城市吹向郊区,如果把空气污染重的工厂建 在 A 或 B 处,工厂排出的污染物就随着高空气流到达郊区,在郊区下沉到达近地面;在近 地面污染物又随低空气流从郊区回到城市, 而且还会把郊区工厂的污染物带回城市, 城市污 染会更加严重,自作自受,严重影响城市居民的健康。所以为了居民健康着想,从环境角度 考虑我们最好把污染严重的工厂建在气流下沉距离外, 远离城市热岛环流。 惹不起躲得起吧! (师)既然城市热岛环流利少弊多,那我们应该采取哪些措施来避免它呢? (生)略。 (师) 就像刚才同学们说的, 要减少城市废热的产生。 我们可以从吸热和放热两方面来考虑。 哪些方法可以吸热呢? (生)略。 (师)恩,多植树,建水池,喷泉……这些方法都可以吸收热量。减少放热呢?我们可以做 些什么呀? (生)略。 (师)减少汽车尾气排放,少烧煤……归纳起来就是减少化石燃料的燃烧,减少温室气体的 排放,从而减低“城市热岛效应”发生的可能性。

(师 承转)除了城市和郊区之间会形成热力环流,同学们想想,还有哪些地方容易产生冷 热不均,形成热力环流呢? (师)我们来看两幅图(海边,夜雨)同学们下课后去查查资料,回答老师两个问题:1.

如果你是张艺谋,要拍摄一幅女主角站在海边头发向后飘的图景,应该选择什么时候拍? 2.咱们重庆是出了名的多夜雨,为什么重庆的雨那么害羞,偏偏在晚上下呢?


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