5.5跨学科实践：地球上的水循环（教学课件）物理新教材教科版八年级上册

物理八年级上册 • 教科版 第五章 物态变化 第5节 跨学科实践：地球上的水循环 学习目标 物理观念 知道六种物态变化及吸放热，理解水循环是水固、液、气三态转化并伴随能量转移；能用物态变化解释云、雨、霜、雪等自然现象。 科学思维 利用水循环模型分析水的物态转化；依据物态变化规律推理自然现象成因，知道可利用淡水资源有限。 实验探究 开展简易水循环模拟实验，观察物态变化，建立模拟实验与自然界水循环的联系；小组合作梳理水循环环节，评估实验局限。 科学态度与责任 树立节水护水意识，认识物理与地理、环境的跨学科关联，建立可持续发展观念。 重点难点 教学重点 1. 水循环中对应的物态变化及吸放热情况。 2. 运用物态变化知识解释云、雨、霜、雪等自然现象。 科学难点 1. 结合水循环模型，理清水三态转化的完整过程与能量变化。 2. 区分不同自然现象对应的物态变化类型，建立跨学科联系。 课堂引入 　　水覆盖着地球约 71% 的表面。在地球 45 亿年的漫长演化中，水扮演了一个神奇的角色。没有水，就没有生命，就没有自然界的生机勃勃，就没有人类的社会文明…… 从宇宙飞飞船上看，地球表面大部分是蓝色的海洋，南极是冰雪覆盖的大陆，蓝色球体的表面飘荡着许多卷曲的白云。 知识点1　多姿多态的水 知识点1：多姿多态的水 　　水是人类生存环境的重要组成部分。水的三种状态分别是冰、水和水蒸气，通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环。请在图中将这三者之间的转化过程补充完整并填写吸热、放热的关系。 水的三态联系 液化 （放热） 汽化 （吸热） 凝固 （放热） 熔化 （吸热） 凝华（放热） 升华（吸热） 知识点1：多姿多态的水 调 查 　　水可以来自大海，可以来自地下，也可以来自天空中的云……找一找，在我们周围都有哪些水，它们来自哪里？ 寻找地球上的水 地点 水的形态 水的来源 河流 液态 高原冰川、山上泉水、雨雪 冰川水 固态 降水、降雪 井水、泉水 液态 海洋 液态 地下淡水 降水、河流 ······ ······ ······ 知识点1：多姿多态的水 地球上的水：来自哪里？ 水覆盖地球约 71% 的表面 3.6×1013m3 河川、湖泊、沼泽等地表水，主要来源于大气降水。 1.29×1013m3 大气中的气态水，是形成雨、雪、雹等降水的来源。 60%～80% 植物体的一般含水量，仙人掌可达到90%。 65%～70% 人体内水约占体重的比例，生命活动靠水维系。 知识点2　地球上的水循环 知识点2：地球上的水循环 模拟地球上水循环 知识点2：地球上的水循环 （1）海水先后发生了哪些物态变化? 使用干冰等，将上方区域降温至 0℃以下，模拟万米低温，观察凝华现象。 · 海水先汽化（蒸发）； · 水蒸气高空遇冷液化或凝华； · 下落时冰晶熔化。 （2）已知1万米的高空气温约为-70°C~-40°C。本实验还有哪些地方可以改进? 知识点2：地球上的水循环 　　海洋与地面的水蒸发为水蒸气升入空中，水蒸气经物态变化形成雨、雪、冰雹，降落回地表与海洋，完成自然界的水循环。 （1）地球上的水循环 知识点2：地球上的水循环 大海 水蒸气 云 雨 冰雹 自然界水循环 知识点2：地球上的水循环 （2）动物、植物也参与水循环 植物的蒸腾 土壤 → 叶面 → 大气 植物将土壤中的水输送到叶面，叶片表面有许多气孔，水蒸气从气孔排出，进入大气。 人体约 65%～70% 是水 动物、植物以多种形式参与生态系统的水循环。人体内的水约占体重的65%～70%，生命活动靠水来维系。 生命活动离不开水 知识点2：地球上的水循环 知识点2：地球上的水循环 云 活 动 同学们你们注意过天空的云吗？这些云通常由几种不同的形态。 积云 云块孤立如棉团，位置较低，多为小水滴，常预示晴天。 层云 成片均匀如薄雾，贴近地面，易产生毛毛雨。 卷云 高空丝絮状，由冰晶组成，薄而透光。 知识点2：地球上的水循环 （1）云是怎样形成的? （2）什么云容易形成降水? 空气中的水蒸气上升遇冷，液化成小水滴或凝华为小冰晶；大量小水滴、小冰晶聚集悬浮在空中，就形成云。 · 层云容易形成毛毛雨； · 增厚的积云（积雨云）易产生降雨。 知识点2：地球上的水循环 （3）水循环的意义 · 维持了水的动态平衡。 · 通过吸收、转化和传输地表太阳辐射能，缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。 · 海陆间联系的主要纽带。 · 不断塑造地表形态。 ...... 知识点2：地球上的水循环 知识点3　保护水资源 知识点3：保护水资源 （1）水资源 地球总水量约 1.386×1018m3 大部分淡水分布在极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中难以直接利用。 总水量大，淡水少； 可直接利用的淡水更少。 可直接利用的淡水约占淡水资源的0.3% 知识点3：保护水资源 （2）水资源危机　 　　21世纪将是水的世纪。早有说法：19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水。人类活动大量消耗水资源，同时造成水污染，加剧水资源危机。水资源危机关乎人类生存与可持续发展。 知识点3：保护水资源 建立健全节水制度政策体系--2024年水利部 　　我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的35%，居世界第106位， 近2/3的城市不同程度缺水。 　　党的二十届三中全会，对完善资源总量管理和全面节约制度、落实水资源刚性约束制度提出明确要求。我们要坚定不移贯彻落实 习近平总书记治水思路和关于治水重要论述精神，深入贯 彻党的二十届三中全会精神，坚持和落实节水优先方针， 建立健全节水制度政策体系，不断提升水资源节约集约 利用能力。 国家节水标志 知识点3：保护水资源 节约用水从我做起！ 知识点3：保护水资源 活 动 节约用水，从我做起 用途 用水量/m3 节水方法 洗衣 冲厕所 洗澡 不间断地放水刷牙 一次50 6 80 3 少件的衣服手洗 可将洗手的水用来冲厕所 减少洗澡时间 采用口杯接水的方式刷牙， 每次大约0.3L水即可 知识点3：保护水资源 微喷节水技术灌溉幼苗 你在生活中还有哪些节约用水的小妙招呢? 中水洗车 淘米水浇花 知识点3：保护水资源 典例分析 例1 水是人类环境的重要组成部分，自然界中的水通过吸热、放热在固态、液态、气态之间转化，形成了雾、雨、雪、露、霜、雾凇等等自然现象，如图所示是水的三态变化图，下列说法中正确的是（　　） A．冰雪消融是丙到乙的过程 B．露珠消失是乙到甲的过程 C．雾的形成是丙到甲的过程 D．雨的形成是甲到丙的过程 C 典例分析 【解析】由题图可知，物质由丙—甲—乙，都是放热，则丙是气态、甲是液态、乙是固态。 A．冰雪消融是固态熔化为液态的过程，是乙到甲的过程，故A错误，不符合题意； B．露珠消失是液态露珠汽化为水蒸气，是甲到丙的过程，故B错误，不符合题意； C．雾是由水蒸气遇冷液化成的小水滴，是丙到甲的过程，故C正确，符合题意； D．雨可能是水蒸气直接凝华成小冰晶，小冰晶在下降过程中，如果遇到地面附近的气温较高，熔化成的水珠，是乙到甲的过程；也可能是当水蒸气上升到高空中时，遇冷温度下降液化成的水珠，是丙到甲的过程，故D错误，不符合题意。 故选：C。 典例分析 例2 （2023•湖北）地球表面70%以上是海洋，但可供人类直接利用的淡水资源不足全部水资源的万分之一，提高节水意识是公民的义务和责任。如图是水循环示意图，下列说法正确的是（　　） A．地表水吸热，汽化成水蒸气 B．水蒸气与冷空气接触，液化成小水滴 C．小水滴遇到更冷的气流，凝华成小冰晶 D．小冰晶降落过程中，液化成雨水 AB 典例分析 【解析】A．地表水吸热，汽化成水蒸气，故A正确； B．水蒸气与冷空气接触，液化成水滴，故B正确； C．小水滴遇到更冷的气流，凝固成小冰晶，故C错误； D．小冰晶在降落过程中，熔化成雨水，故D错误。 故选：AB。 典例分析 例3 水的三态变化是地球水循环的重要组成部分，它维持着地球的生态平衡，调节地球气候系统稳定运转，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．雪形成是凝华现象 B．雪消融是凝固现象 C．水蒸发是液化现象 D．雨形成是汽化现象 A 典例分析 【解析】A．雪是高空中的水蒸气直接变为固态冰晶（跳过液态），属于气态→固态，即凝华现象，故A正确。 B．雪消融是固态的雪变成液态的水，属于固态→液态，应为熔化，而非凝固（凝固是液态→固态），故B错误。 C．水蒸发是液态水变成气态水蒸气，属于液态→气态，应为汽化，而非液化（液化是气态→液态），故C错误。 D．雨是高空中的水蒸气遇冷变为液态小水滴，属于气态→液态，应为液化，而非汽化，故D错误。 故选：A。 课堂小结 跨学科实践： 地球上的水循环 多姿多态的水 地球上的水循环 保护水资源 课堂练习 1. 祖国的山河一年四季美景如画，图中描述属于升华的是（　　） D 课堂练习 2. “赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》，深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是（　　） A．“雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。”雾凇的形成是升华现象 B．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝固现象 C．“青青园中葵，朝露待日晞。”露的形成是汽化现象 D．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干。”蜡烛“流泪”是熔化现象 D 课堂练习 3．自然界中的水处于不断运动和相互转化循环之 中（如图）。 下列有关自然界中水循环说法正确的是（　　） A．环节①对应的物态变化过程为升华，环节③对应熔化 B．水会不断地循环，无需提倡节约用水 C．水循环中，水仅在固液 两态之间相互转化 D．地球上的水，大部分以 液态形式存在于海洋中 D 课堂练习 4. 如图1是自然界的“水循环”，地球上各种形态的水，在太阳辐射、地球引力等的作用下周而复始的运动。如图2，由于地面和海洋升温和降温的快慢不同，使空气对流形成风，海边吹的陆风和海风统称“海陆风”。结合图像回答下题。 课堂练习 （1）白天，太阳照射使地面附近的气温升高，地表及江河湖海里的水_____（选填“吸热”或“放热”）、_____（填物态变化名称）为水蒸气。 （2）含有水蒸气的热空气快速上升，水蒸气遇冷液化成小水滴或_____ 成小冰晶，形成了云。当云层中的小冰晶下落，遇暖气流_____成了雨。（均填物态变化名称） （3）沿海某地夏季相同日照条件下，海洋温度_____陆地温度，图2中反映白天海陆风形成原理的是 _____图。 吸热 汽化 凝华 小于 熔化 乙 发展空间 家庭实验室 探究家庭电冰箱内霜的形成 提出课题：探究冰箱冷冻室内霜是如何形成的，以及减少冷冻室结霜的方法。 原理分析（霜的形成）： 　　冷冻室内温度远低于 0℃，空气中含有水蒸气。当温度较高的水蒸气进入冷冻室，遇冷直接由气态变成固态的小冰晶，附着在冰箱内壁，这个物态变化叫做凝华，大量冰晶堆积就形成霜。 减少结霜的办法 · 关好冰箱门，检查密封条，减少外界水蒸气进入； · 少开门、缩短开门时长； · 高含水食物密封后再冷冻； · 合理调温，不要设置过低。 课后作业 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $