2019-2020年高中地理 2.1 《冷熱不均引起大氣運動》教案 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中地理 2.1 《冷熱不均引起大氣運動》教案 新人教版必修1 大氣圈作為地理圈層之一對于人類生存的意義重大。地球大氣圈對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了氣溫日較差，形成適宜人類生存的溫度環(huán)境。另外，大氣組成中氧的存在及其含量是人類和一切生物維持生命活動所必需的物質(zhì)和條件。大氣作為地球表層自然要素之一有其自身特有的存在和運動規(guī)律，這些規(guī)律對于人類的生存、生活和生產(chǎn)意義重大。大氣中有復(fù)雜多變的天氣現(xiàn)象，熱、冷、風(fēng)、云、雨、雪、霜等，與人的生存和生活時時發(fā)生著關(guān)系。一個地區(qū)大氣的平均狀態(tài)及規(guī)律與人類的生活、生產(chǎn)關(guān)系密切。 課程標準中對于大氣方面的要求有以下幾個：繪制圖表并說明大氣受熱過程；繪制全球氣壓帶、風(fēng)帶分布示意圖，說出它們的移動規(guī)律；運用簡易天氣圖，簡要分析鋒面、低壓、高壓等天氣系統(tǒng)的特點；分析世界主要氣候類型的形成原因。 教材以大氣運動為主線，將大氣運動的原因——能量交換作為基礎(chǔ)鋪墊；將大氣運動的結(jié)果——與人類關(guān)系最密切的天氣和氣候，作為大氣運動的深化部分呈現(xiàn)；將大氣運動的永恒性體現(xiàn)——全球氣候變化放在最后。 課時安排：共8課時 第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運動 2課時 第二節(jié) 氣壓帶和風(fēng)帶 2課時 第三節(jié) 常見天氣系統(tǒng) 2課時 第四節(jié) 全球氣候變化 1課時 問題研究 為什么市區(qū)氣溫比郊區(qū)高 1課時 第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運動 從容說課 本節(jié)主要包括大氣的受熱過程、熱力環(huán)流、大氣水平運動三部分內(nèi)容。 應(yīng)重點分析講解三個內(nèi)容：①地面是大氣的直接熱源，此處可補充大氣組成成分的內(nèi)容。大氣受熱過程環(huán)節(jié)過多，且都有一個專業(yè)名詞（如大氣吸收等，由此產(chǎn)生的大氣對太陽輻射的削弱作用、大氣對地面的保溫作用），過多的環(huán)節(jié)及環(huán)節(jié)的前后順序與過多的名詞造成學(xué)習(xí)困難，應(yīng)利用圖示幫助理解。②熱力環(huán)流既是重點又是難點，可通過多媒體演示分析熱力環(huán)流形成的過程與方法。同時要結(jié)合第一章內(nèi)容，理解太陽輻射在緯度間分布不均是大氣運動的根本原因，并歸納學(xué)習(xí)思路，熱力環(huán)流形成的因果關(guān)系正確的順序是：近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運動（空氣垂直運動是氣溫差異的結(jié)果）→導(dǎo)致同一水平面上氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運動的結(jié)果）→大氣的水平運動（風(fēng)）。③說明三個力與風(fēng)的因果關(guān)系，講解近地面風(fēng)向的確定方法。因為地轉(zhuǎn)偏向力的概念比較抽象，它對大氣運動方向的影響就成了難點，要強調(diào)在大氣運動的方向上偏轉(zhuǎn)。 三維目標 知識與技能 1.明確大氣的熱量來源，即導(dǎo)致大氣運動的能量來源，使學(xué)生能運用圖示說明大氣的受熱過程。 2.能闡述大氣溫室效應(yīng)及其作用、大氣熱力環(huán)流等基本原理。 3.理解水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力對風(fēng)向的影響，能運用圖示解釋風(fēng)的形成，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際并且能用理論知識指導(dǎo)實踐的能力。 過程與方法 1.通過探討使學(xué)生理解“太陽暖地面、地面暖大氣、大氣還地面”的原理。 2.利用圖表分析歸納“溫室效應(yīng)”。 3.通過實驗活動理解熱力環(huán)流的原理。 4.理論聯(lián)系實際，促進對“風(fēng)的形成”的理解，學(xué)會在等壓線圖上判斷某一地的風(fēng)向。 情感、態(tài)度與價值觀 樹立辯證唯物主義觀念，增強大氣環(huán)境保護意識。 教學(xué)重點 1.地面是大氣的直接熱源。 2.分析熱力環(huán)流形成的過程與方法。 3.近地面風(fēng)向確定方法。 教學(xué)難點 1.大氣受熱過程。 2.熱力環(huán)流。 3.地轉(zhuǎn)偏向力對大氣運動方向的影響。 課時安排 2課時 第1課時 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 師我們在第一章中學(xué)習(xí)了地球的圈層結(jié)構(gòu)，探索了內(nèi)部圈層，也了解了外部圈層，地球的外部圈層有哪幾個呢？ 生大氣圈、水圈、生物圈。 師大氣圈作為地理圈層之一對于人類生存的意義重大。從今天開始，我們來學(xué)習(xí)——第二章 地球上的大氣。 （板書）第二章 地球上的大氣 推進新課 師太陽輻射既能到達地球表面，又能到達月球表面，但是月球表面白天的溫度可高達127 ℃，夜晚則降至-183 ℃。而地球的晝夜溫差要小得多，這是為什么呢？這是因為地球上有厚厚的大氣層而月球沒有。我們就先從大氣的受熱過程學(xué)起。 （板書）第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運動 一、大氣的受熱過程 師地球上的能量主要是從哪兒獲得的？ 生太陽。 師我們知道萬物生長靠太陽，這說明了太陽光熱的重要性，而且太陽輻射能也是地球大氣最重要的能量來源。那么太陽輻射穿過大氣層的過程是怎樣的呢？ （投影）教材圖2.1——地面輻射使大氣增溫（引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析） 生有一半左右的太陽輻射能夠穿透大氣層到達地面。 師很好。地面吸收太陽輻射而使地面增溫，所以，太陽是地面的直接熱源；同時地面向外釋放能量。 （板書）太陽暖地面 （學(xué)生讀書）教材30頁頁腳處的說明 師根據(jù)教材30頁頁腳處的說明可知，物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；物體溫度越低，輻射中最強部分的波長越長。太陽表面溫度達到6000 K，所以太陽輻射為短波輻射，而地面溫度遠遠低于太陽表面溫度，所以地面輻射屬于長波輻射。同樣，大氣輻射、人體輻射等也屬于長波輻射。 那么地面輻射被誰吸收了呢？ 生大氣層。 師正確。近地面大氣中的CO2和H2O，能夠強烈吸收地面長波輻射而增溫，吸收率75%—95%，近地面大氣又以對流、傳導(dǎo)等方式，層層向上傳遞熱量、貯存能量。所以，地面是對流層大氣主要的直接熱源。請問大氣這種受熱的過程有什么意義呢？ 生大氣受熱的過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣運動狀態(tài)。 師剛才通過學(xué)習(xí)，我們知道了誰是對流層大氣主要的直接熱源？ 生地面。 （板書）地面暖大氣 （活動）教材P31活動1 （投影圖片） 師下面我們再來看看大氣增溫后會出現(xiàn)什么樣的情況，大家一起做一個活動。 （引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)大氣對地面保溫作用的知識，實現(xiàn)由地面輻射到大氣輻射和大氣逆輻射的知識遷移） 生大氣在增溫的同時，也向外釋放紅外線長波輻射。大氣輻射的一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。 所以，大氣以大氣逆輻射的形式將熱量還給了地面，從而完成了大氣的保溫作用。 師非常好。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，成為在地理環(huán)境里發(fā)生許多自然現(xiàn)象及其過程的能量源泉。 （板書）大氣還地面 師（引導(dǎo)學(xué)生合作探究學(xué)習(xí)）再看第2題。為什么月球表面晝夜溫差比地球表面晝夜間的溫差大得多？ 生地球上有大氣層，由于大氣的削弱作用，使地球的白晝溫度不高；由于大氣的保溫作用，使地球的夜晚溫度不會過低。 師地球大氣對太陽輻射的削弱作用表現(xiàn)在吸收、反射和散射三個方面（可做擴展）。通過這三種削弱作用，使太陽輻射只有一半左右能穿透大氣層到達地面。這是地面增溫的主要能量來源。所以地球的白晝溫度不高。另外，大氣吸收地面輻射的能力很強，可將地面輻射的絕大部分能量儲存在大氣中，同時大氣逆輻射又在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，從而起到了對地面的保溫作用。地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了氣溫日較差。 月球上沒有大氣層，白天太陽輻射全部到達月球表面，使月球表面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強烈，沒有大氣對月球表面的保溫作用，溫度下降速度很快。再加上月球晝夜交替周期比地球長，所以月面溫度晝夜變化比地球劇烈得多。 課堂小結(jié) 通過剛才的學(xué)習(xí)，我們知道了大氣的受熱過程。即首先是太陽輻射使地面增溫，“太陽暖地面”；接下來是地面輻射使大氣增溫，“地面暖大氣”；最后是大氣逆輻射使地面保溫，“大氣還地面”。 板書設(shè)計 第2課時 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 師地球表面的熱量主要來自哪里？ 生太陽輻射。 師對流層大氣主要的直接熱源又來自哪里？ 生地面輻射。 師地球表面高低緯度間獲得的太陽輻射相同嗎？ 生不同。 師高低緯度間大氣獲得的熱量相同嗎？ 生不同。 師熱脹冷縮是大氣十分顯著的物理特性，地球表面高低緯度間的大氣存在著熱量和溫度的差異，必然引起大氣的運動。因此各地冷熱不均是大氣運動的根本原因。大氣運動能輸送大氣中的熱量和水汽，引起各種天氣變化。 （板書）二、熱力環(huán)流 推進新課 師下面我們分組做一個實驗。 （活動）P32活動2 實驗用品的準備：長方形的玻璃缸（長100 cm，寬30 cm，高40 cm左右），塑料薄膜，一盆熱水，一盆冰塊，一束香，火柴等。 （投影）活動步驟： （1）將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端。 （2）用平整的塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴。 （3）在塑料薄膜的一側(cè)（裝冰塊的盆上方）開一個小洞。 （4）將一束香點燃，放進小洞內(nèi)。 （同時投影）觀察煙霧在玻璃缸內(nèi)是如何飄動的。問題：你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？由實驗可以得出什么樣的結(jié)論？（引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)此實驗過程進行總結(jié)，從中抽象出一般規(guī)律） 生香的煙霧先下沉，從裝冰塊的盆向裝有熱水的盆飄動，然后在裝有熱水的盆向上升起，最后飄向裝冰塊的盆的上方，形成一個循環(huán)。結(jié)論是：地面冷熱不均帶來空氣環(huán)流。 師非常好。請大家看投影（引導(dǎo)學(xué)生分析，完成熱力環(huán)流形成的簡圖） （投影） 生（1）如果A地受熱，近地面大氣膨脹上升，上空空氣密度加大，形成高氣壓；B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。 （2）同時，A地受熱，近地面大氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓；B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度加大，形成高氣壓。 （3）由于同一水平面上產(chǎn)生了氣壓差異，并且在水平方向上，空氣總是從高氣壓流向低氣壓。所以，高空空氣就從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散，近地面的空氣又從B、C兩地流回A地。 （4）這樣，大氣運動最簡單的形式——熱力環(huán)流形成了。 （根據(jù)講解完成熱力環(huán)流形成的簡圖） 師（總結(jié)并板書） 大家分析得很準確。在熱力環(huán)流中談到的高壓與低壓都是指同一水平面上不同的地方相比較而言。在理解熱力環(huán)流時，還要注意以下幾點：（1）近地面與高空的氣壓分布狀況正好相反；（2）大氣的水平運動，總是由高壓指向低壓；（3）大氣的垂直運動，近地面冷—氣壓高—氣流下沉，近地面熱—氣壓低—氣流上升；（4）“熱力環(huán)流”是大氣運動中最簡單的形式。 在我們?nèi)粘Ｉ钪?，熱力環(huán)流是自然界常見的一個自然現(xiàn)象，請你注意觀察和思考自己身邊熱力環(huán)流的實際例子。海陸風(fēng)是熱力環(huán)流在自然界的具體體現(xiàn)。下面請你利用熱力環(huán)流的原理，完成教材P33活動3。 （投影）活動3（活動設(shè)計中注意讓學(xué)生動手和動腦，通過探究式學(xué)習(xí)，對海濱地區(qū)陸風(fēng)、海風(fēng)對氣溫調(diào)節(jié)的作用得出自己的結(jié)論） 生（1）白天陸地氣溫比海洋高，因此陸地上為低氣壓，海洋上為高氣壓。夜間的情況正好相反。據(jù)此，圖2.4A：陸——低，?！?；圖2.4B：陸——高，?！?。 （2）風(fēng)從高氣壓吹向低氣壓。據(jù)此，一日之內(nèi)，白天風(fēng)從海洋吹向陸地；夜晚風(fēng)從陸地吹向海洋。 （3）略 （4）白天來自海洋的風(fēng)比較涼爽濕潤，對濱海地區(qū)能夠起到降溫的作用；夜晚來自陸地的風(fēng)比較溫?zé)岣稍?，對濱海地區(qū)能夠起到增溫的作用。海陸風(fēng)共同作用的結(jié)果是使濱海地區(qū)的氣溫日較差較小。 師答得非常準確。 （投影）海陸風(fēng) 海陸熱力性質(zhì)不同，海洋熱容量大，陸地?zé)崛萘啃?，因此海洋升溫降溫較慢，陸地升溫降溫則較快。 白天：陸地受熱升溫較快，海洋受熱升溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風(fēng)由海洋吹向陸地。夜晚：陸地降溫較快，海洋降溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風(fēng)由陸地吹向海洋。在圖中畫出近地面大氣的運動方向。 師如果將白天換成夏季，將夜間換成冬季，情況又會怎樣？城市與郊區(qū)之間也存在著熱力環(huán)流——城市風(fēng)，它們是怎樣形成的？了解城市風(fēng)的出現(xiàn)有何重要意義？如果地球上在赤道和兩極之間存在熱力環(huán)流，這個熱力環(huán)流應(yīng)該怎樣？這幾個問題，請大家課后慢慢思考。 （小結(jié)過渡）近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運動（空氣垂直運動是氣溫差異的結(jié)果）→導(dǎo)致氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運動的結(jié)果）→大氣的水平運動（風(fēng)）。 （板書）三、大氣的水平運動 師什么是水平氣壓梯度呢？ 生同一水平面上單位距離間的氣壓差叫做水平氣壓梯度。 師很好。氣壓的高低是在同一水平面上進行比較的。那么什么是水平氣壓梯度力？ 生只要在水平面上存在著氣壓梯度，就會產(chǎn)生促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力，即水平氣壓梯度力。 （投影）北半球水平氣壓梯度力示意圖 師水平氣壓梯度力的大小由誰決定？ 生水平氣壓梯度力的大小取決于氣壓梯度，氣壓梯度越大，水平氣壓梯度力越大；反之越小。 師水平氣壓梯度力的方向應(yīng)該是怎樣的？ 生水平氣壓梯度力的方向是垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。 師很好。水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的直接原因（原動力）。在水平氣壓梯度力的作用下，風(fēng)向垂直等壓線。水平氣壓梯度力越大，風(fēng)速越大。 （板書） 生（閱讀）教材P34“閱讀：地球自轉(zhuǎn)與沿地表作水平運動物體方向的偏移” （投影）在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的北半球風(fēng)向示意圖 師地球上水平運動的物體，將會受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。風(fēng)是大氣的水平運動，也會受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，地轉(zhuǎn)偏向力只改變風(fēng)的方向，不能改變風(fēng)的速度。 投影的圖片中，空氣質(zhì)點在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下，始終是按兩個力的合力方向運動，而水平地轉(zhuǎn)偏向力始終是垂直于運動方向之右側(cè)，最終達到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力大小相等、方向相反，其合力為零，達到平衡狀態(tài)，空氣運動不再偏轉(zhuǎn)而做慣性運動，形成了平行于等壓線吹的穩(wěn)定的風(fēng)。 高空大氣中的風(fēng)向，是水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用的結(jié)果，風(fēng)向與等壓線平行。 （板書） （過渡） 師近地面的風(fēng)除了受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用外，還會受到摩擦力的影響，其風(fēng)向還能與高空大氣的風(fēng)向相同嗎？ 生不能。 師那近地面的風(fēng)會是怎樣的風(fēng)向呢？ （投影）在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用下的北半球風(fēng)向示意圖 （引導(dǎo)學(xué)生探究分析） 師在近地面，大氣的水平運動受哪幾個力的作用？ 生在近地面，大氣的水平運動受到三個力的作用：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力。 師摩擦力的方向與風(fēng)向是什么關(guān)系？ 生永遠和風(fēng)向相反。 師摩擦力能改變風(fēng)向，對風(fēng)速有沒有影響？ 生有影響。 師大氣的水平運動受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用時，風(fēng)向與等壓線平行；那么北半球近地面大氣的水平運動同時受到水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力三個力的作用時，風(fēng)向又會發(fā)生怎樣的偏轉(zhuǎn)呢？ 生風(fēng)向與等壓線之間有一個夾角。 師大氣在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，風(fēng)向與等壓線平行。此時若再加上摩擦力的影響，風(fēng)向一定不再與等壓線平行，而是斜穿等壓線吹。一般摩擦力的影響可達離地面1500米左右的高度，在這范圍內(nèi)的風(fēng)向都斜穿等壓線。摩擦力愈大，風(fēng)向與等壓線之間的夾角愈大；摩擦力愈小，其夾角愈小。 （補充板書） 課堂小結(jié) 今天我們學(xué)習(xí)了熱力環(huán)流和大氣的水平運動兩方面的知識，知道大氣垂直運動的原因是地表受熱不均，垂直運動又導(dǎo)致同一水平面上氣壓的差異，從而導(dǎo)致大氣的水平運動——風(fēng)。我們一起研討了大氣水平運動的三種作用力：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力。在幾種不同作用力的作用下所產(chǎn)生的風(fēng)向變化情況：高空大氣受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力的作用，風(fēng)向與等壓線平行；近地面大氣的運動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力三個力的共同作用，風(fēng)向與等壓線斜交。 板書設(shè)計 第二章 地球上的大氣 第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運動 一、大氣的受熱過程：太陽暖地面地面暖大氣大氣還地面 二、熱力環(huán)流： 三、大氣的水平運動 活動與探究 探究課題：分析1958年4月5日8時世界海平面氣壓（hPa）分布圖 探究內(nèi)容：（投影活動4）等壓線的疏密程度反映了水平氣壓梯度的大小，根據(jù)教材圖2.8完成下列要求。 （1）甲、乙兩地，哪里的氣壓梯度大？簡要說明判斷理由。 （2）在圖中畫出甲、乙兩地的風(fēng)向。 探究辦法、過程：引導(dǎo)學(xué)生分析圖示，使學(xué)生了解等值線的有關(guān)知識。相鄰兩條等值線數(shù)值的差值相同，同一等值線上數(shù)值相同，等壓線越密集水平氣壓梯度力越大。繪風(fēng)向時，一定要學(xué)生自己完成。尤其在學(xué)生出現(xiàn)錯誤時，針對學(xué)生易出現(xiàn)的錯誤，有針對性地進行指導(dǎo)，了解學(xué)生對本部分知識掌握的薄弱處所在。 探究結(jié)果：學(xué)生合作探究，提出答案，并作圖。（1）甲處的水平氣壓梯度大，因為甲處等壓線密集，單位距離內(nèi)氣壓差大。（2）甲處吹西北風(fēng)，乙處吹東南風(fēng)。