内容正文:
第4节 跨学科实践 风
第一章———内能
学习目标:
【物理观念】了解风的成因,风向、风速等相关;知道海陆风和陆海风。
【科学思维】通过讨论交流,能利用比热容解释海陆风和陆海风的区别。
【科学态度与责任】通过时间活动,体会控制变量法在科学探究中的应用,培养自己动脑解决问题的能力。
教学引入
风是我们生活中最常见的大气现象,它与我们学过的运动、密度、压强、能量转化和转移等物理知识密切相关。
通过风这一跨学科主题,让我们一起体验物理学与生活、气象的关系。
认识风
一
1 定义:风是空气的水平运动。从高气压区流向低气压区的
2 分类:
(1)盛行风:指气压分布导致的风向和风速的平均值。例如,地球表面的赤道附近有东西向的盛行风,而南北极附近有极地风。
(2)季风:指由陆地和海洋的不同温度和气压差异所引起的季节性风。例如,印度次大陆和东南亚国家的季风风向在不同季节内会发生显著的变化。
(3)局地风:指受山脉、海岸线或者建筑物等地形要素的影响所形成的局部风。例如,沿海地区的海陆风、山谷风等。
(4)地转风:指地球自转产生的风。由于地球自转,导致了赤道区域的东风、中纬度区域的西风和极地区域的东风等风向的形成。
(5)暴风:指强烈的突发性风。暴风多由天气系统所引发,如台风、龙卷风等。
认识风
一
(6)微风:指轻微的风。微风的风速一般小于3级,往往只能感受到微风吹拂面部的感觉。
(7)龙卷风:龙卷风是一种涡旋:空气绕龙卷的轴快速旋转,受龙卷中心气压极度减小的吸引,近地面几十米厚的一薄层空气内,气流被从四面八方吸入涡旋的底部。风的分类 风的种类有很多种,比如龙卷风台风、玄风、季风、天然风、微、柔风、清风、大风、狂风等。并随即变为绕轴心向上的涡流,龙卷中的风总是气旋性的,其中心的气压可以比周围气压低百分之十。龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。
(8)台风:台风,是发生在西北太平洋和南海一带热带海洋上的猛烈风暴。实际上,台风就是在大气中绕着自己的中心急速旋转的、同时又向前移动的空气涡旋。它在北半球作逆时针方向转动,在南半球作顺时针方向旋转。气象学上将大气中的涡旋称为气旋,因为台风这种大气中的涡旋产生在热带洋面,所以称为热带气旋1。
认识风
一
(9)阵风:阵风是指当空气的流动速度时大时小时,会使风变得忽而大,忽而小,吹在人的身上有一阵阵的感觉,这就是生活上认定的阵风。
(10)旋风:旋风是指空气携带灰尘在空中飞舞形成漩涡。
(11)焚风:焚风是指空气跨越山脊时,由于空气下沉,背风坡上容易发生一种暖而干燥的风。
(12)信风:在低层大气中,从副热带高压吹向赤道地区广大区域内的持继性风。在北半球,信风盛行风是东北;而在南半球则是东南。信风的特征是具有高度经常性,朝一个方向以几乎不变的力量整年吹。
认识风
一
3 风向:
当地面受热均匀时,空气没有相对上升和相对下沉的运动,当A地接受热量多,B、C两地接受热量少时,A地近地面空气膨胀上升,使A地近地面附近空气密度减小,气压降低,B、C两地近地面附近空气向A地流动。同时A地热空气上升,到上空聚积,使A地上空空气密度增大,因而形成高气压,A地上空空气向B、C两地上空流动。这两个变化让B、C两地上空气压大于两地近地面附近气压,使空气下沉。空气的这种环形流动,在各个位置形成了不同方向的风。如图 1-4-2 所示为 4、B、C 三地的环形风向路径。
认识风
一
4 风的等级:0-17
风的等级:0-17级
我们周围的风
二
我国处于亚欧大陆上,拥有漫长的海岸线,由于海陆的比热容等物理性质的不同,冬季亚欧大陆是冷空气的源地,形成冷高压,冷空气从大陆向四周辐散;夏季陆地加热迅速,形成热低压,暖湿空气从四周海洋吹向低压中心。这种冬夏相反的盛行风向的变化,带来了明显的季节性气候变化,这一变化形成了我国的季风气候。
我们周围的风
二
讨论交流:海陆风和陆海风
对流是夏季海岸形成微风的原因。风有时吹向海洋,有时吹向陆地。
1.白天海陆风:
白天,在炎热的日光下,暖空气从陆地上升起,海洋上来的冷空气流入陆地进行补充,形成了吹向陆地的海陆风(图1-4-3)。
我们周围的风
二
2.夜晚:陆海风
夜晚,失去了太阳热辐射的海水和沙石都要降温,比热容小的沙石温度降得更快,导致陆地上方的气温低于海水上方的气温。海水上方温度较高的热空气上升,陆地沙石上方温度较低的冷空气流动到海水上方进行补充。这样就形成了夜间由陆地吹向海洋的陆海风。
3 风具有的意义:
它影响着气候、动植物生长、人类生产和生活。
我们周围的风
二
同时,风能是一种清洁的可再生能源,在沿海、草原、山区、高原等均可建设风能发电场,获取电能。
我们周围的风
二
实践活动
三
以下是一些与风相关的小课题。请结合所处的区域和自己的研究兴趣,选择一个课题,查找资料,完成一个小报告,并与同学分享。
1.利用课余时间,以小组为单位,同时测量城市中心和郊区的大致温度,并进行比较,寻找其中的规律。
2.根据我们学过的知识解释城市的热岛效应(图1-4-4),并利用生活中常见的器材,设计一个模拟实验,展示城市风的形成。
地点 时间 温度
学校
洙水河边
批发街
会盟台
实践活动
三
3.生活中有哪些利用风和避免风带来危害的做法?请找一找。
4.调查一下本地不同季节的风有什么特点,从多角度思考在城市布局中有污染风险的工业、企业应如何分布。
发展空间
物理在线:温室效应
太阳给地球带来热量,地球受热后也会向外发出热辐射。大气层中的二氧化碳等物质会吸收部分辐射,留住一些能量,由此维持地表温度相对稳定。它的作用像是一个温室,人类加剧了温室效应故称为温室效应。天然的二氧化碳等温室气体浓度逐年增大,人为地加剧了地球的温室效应(图温室气体1-4-5)。这是全球气候变暖的一增龛个重要原因。请通过互联网查阅资料,进一步了解温室效应以及返回的应对思路。
课堂练习
1 根据风力的级数一共分为的级数为 ( )
2. 地球上各处的地形地貌会影响风的形成。由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容______,于是在白天,接受相同太阳辐射能后,由于陆地空气升温较_______(选填“快”或“慢”),空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风,晚上则反之。
A.15 B.16 C.17 D.18
大
快
D
1.4 跨学科实践 风
一、认识风
三、实践活动
板书设计
二、我们周围的风
1 定义:
2 分类:
3 风向:
4 等级:
1 白天海陆风:
2 夜晚:陆海风
3 风具有的意义:
Lavf58.12.100
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