《大气受热过程和大气运动第2课时》教学设计高中地理人教版必修1新课标文档格式.docx
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警察问他们案发当晚两个人在哪里，甲说：
“当晚我在海边漫步，海风迎面吹来，让我觉得心旷神怡，整个晚上我都在吹海风。
”乙说：
“我站在沙滩上望着大海想心事，感觉凉风从后背袭来，阴风阵阵，确实让人害怕。
”
请大家思考一下，两个嫌疑人口供中的矛盾点是什么？
生：
（可能的回答）夜晚的风向不同
两个人的说辞不同，可见他们中有人说了谎，说谎的人很有可能是真正的凶手。
让我们通过今天的学习，来找出真正的凶手吧！
（板书）热力环流
【讲授新课】
大气中的热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的。
大气运动有垂直运动和水平运动之分。
大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉。
大气的水平运动即为风。
大气运动最简单的形式就是热力环流，它是由于地面冷热不均而形成的空气环流。
大家不妨利用生活中的案例来了解大气的运动。
出示：
空调和暖气的照片
空调和暖气是我们家中常用的生活物品，暖气主要是在冬季为房屋供暖，空调主要是夏季为房屋降温。
大家回忆一下，空调和暖气都安装在我们家庭的什么位置上呢？
（可能的答案）制冷空调往往采用壁挂式，暖气往往安装在靠近地面的位置。
大家知道空调和暖气为什么安装在房屋的这些位置吗？
（可能的答案）空气热胀冷缩，运动方向不同等。
热水和冰淇淋图片
因为空调和暖气的气流的运动方向我们不太容易看到，所以我们选择了冬季的一碗热水和夏季的冰激凌来观察，由于热水、冰淇淋的温度与周围的气温有明显差异，很快就凝结成了小水滴，也就是我们所说的“白汽儿”，请大家观察图中“白汽儿”的运动方向，试着总结空气在受热、受冷情况下的运动状况。
（可能的答案）空气受热膨胀上升，空气受冷则收缩下沉。
为了更加充分地理解本节课的知识，我们需要补充了解大气的相关物理学知识和规律。
气压的示意图
气压就是单位面积上方空气柱产生的压力。
请大家比较A处与B处的气压大小。
（可能的答案）PA>
PB
等压面示意图
我们将大气中气压值相等的点连在一起就形成了等压线，气压值相等的点所构成的面就是等压面。
当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉的运动。
请大家观察并归纳此时等压面的分布特点。
（可能的答案）等压面平行于地面，气压自地面向高空降低。
北半球大气上界太阳辐射的分布
通过上节课的学习，我们知道太阳辐射是大气受热的根本热源，而太阳辐射在地球上各纬度分布不均，因此地球表面会有明显的冷热差异。
（板书）地面冷热不均
地面冷热不均示意图
请大家结合刚才我们分析的冷热空气运动趋势，试着在图中画出三个地点空气的运动方向。
（可能的答案）
中间地点接受的热量多，近地面空气膨胀上升，在上空聚积。
两侧地点空气冷却收缩下沉，在近地面聚积。
这是热力环流发生的第一步，由于地面冷热不均导致空气的垂直运动。
三个地点的空气密度的动画变化示意图
由于空气的垂直运动，使得不同高度的空气密度发生变化。
请大家观察动画示意图，分别说出三个地点近地面和高空处的空气密度和气压变化。
（可能的答案）受热处空气受热膨胀上升，到上空聚积，使得上空空气密度增大，比同海拔高度的其他两处气压增大；
近地面处空气密度减小，与其他两处比气压降低。
遇冷处空气收缩下沉，上空空气密度减小，气压降低；
近地面空气密度增大，气压升高。
不同海拔高度的气压变化和气压差异示意图
大家说的很好，由于空气的垂直运动，使得不同地点在同一水平高度出现气压差，这是热力环流形成的第二步。
等压面变形图
由于同一水平高度气压的变化，等压面不能维持平行于地面的状态，发生变形。
由于垂直运动导致等压面弯曲的示意图
在近地面，受热的地方气压低，冷却的地方气压高，因此受热处等压面向海拔低处凸出，冷却的地方等压面向海拔高处凸出。
在高空，受热处的高空气压高于同海拔其他地区，等压面向海拔高处凸出，冷却处的高空气压比同海拔高度低，等压面向海拔低处凸出。
大气水平运动示意图
空气与水体相似，具有流动性。
水由高处流向低处，空气由气压高处流向气压低处。
由于地表同一海拔高度出现气压差，因此气流由气压高处流向气压低处，形成了大气的水平运动。
到此，热力环流就形成了。
热力环流示意图
近地面空气膨胀上升，在高空聚积，空气密度增大，形成高气压，等压线凸向高处；
近地面空气受热上升，使得近地面空气密度减小，形成低气压，等压线凹向低处。
近地面空气冷却收缩下沉，使近地面空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处；
近地面空气冷却收缩下沉，使高空的空气密度减小，形成低气压，等压面凹向低处。
接下来，请大家回忆刚才所学，总结热力环流的形成过程。
（板书）形成过程
（可能的答案）地面冷热不均导致气流垂直方向的运动，进而使同一水平面产生气压差异，这导致了气流水平方向的运动。
气流的垂直运动形成同一水平面的气压差，也就是气压梯度，进而使大气发生水平运动，气流形成环状运动轨迹。
我们将因地面冷热不均造成的大气运动称为热力环流。
请大家观察热力环流的形成过程，找出热力环流形成的根本原因和直接原因分别是什么？
（可能的答案）根本原因是地面冷热不均，直接原因是同一水平面产生的气压差异。
通过对热力环流形成过程的梳理，请大家思考气温、气压、气流三者之间的关系。
（可能的答案）气温差异导致气压差异，气压差异决定了气流的运动方向。
说得很好。
近地面的同一水平面上，气温越高，气压越低，气流总是从气压高的地方流向气压低的地方。
热力环流是大气运动最简单的形式，是一种生活中常见的自然现象。
在我们生活的城市与郊区之间就存在热力环流。
市区与郊区示意图
请大家思考并完成以下内容：
1.用“冷”和“热”标注市区和郊区之间的温度差异。
（可能的答案）市区热，郊区冷。
2.分析城市中心区与郊区温度差异的原因。
（可能的答案）城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。
3.绘制城市中心区与郊区之间的热力环流示意图。
（可能的答案）空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流。
4.思考城市热力环流对工业布局的影响。
（可能的答案）一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
热力环流在海洋和陆地之间也存在。
我们回到本节课开头的“海边谋杀案”。
夜晚的海陆示意图
接下来，让我们用本节课学到的知识来判断一下两个嫌疑人中谁说谎了。
1.用“冷”和“热”标注夜晚海洋和陆地间的温度差异。
（可能的答案）夜晚海洋热，陆地冷
2.绘制海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向。
（可能的答案）见图
3.根据气流垂直运动的方向，标出海洋、陆地表面气压的高低，再标出海洋、陆地上空气压的高低。
4.绘制海陆之间的大气水平运动方向，完成热力环流模式图。
5.据图判断甲、乙两人证词的正误。
（可能的答案）甲在说谎，证词有误。
尝试绘图说明白天海洋和陆地之间的热力环流。
（可能的答案）白天海陆间热力环流的方向为顺时针。
海陆风示意图
白天，陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成海风。
夜晚，陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风。
分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
（可能的答案）白天来自海洋的风凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；
夜晚来自陆地的风比较温暖干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。
海陆风共同作用的结果使得滨海地区的气温日较差较小。
活动：
设计大气热力环流的验证实验
1.按照座位前后四人为单位划分活动小组。
2.依据已有的实验器材（热水、冰块、碗、玻璃容器、保鲜膜、打火机、一枝香），设计实验方案。
3.按照方案实施实验，绘制实验中出现的现象，针对实验不足之处思考改进措施。
4.完善实验方案，撰写实验报告，小组汇报。
（可能的答案）小组汇报实验过程和结果
同一水平面的气压差异
地面受热不均，导致空气上升或下沉，进而使同一水平面上的气压产生差异。
（板书）水平气压差异
我们将同一水平面上，单位距离间的气压差，称为气压梯度。
请大家观察左右两幅图，思考：
两幅图中A、B之间气压梯度是多少？
（可能的答案）左图的气压梯度为20hpa，右图的气压梯度为40hpa。
由此可知，等压线密集，单位距离气压差异大，气压梯度大。
水平气压梯度力示意图
由于气压梯度的存在产生了水平气压梯度力，这个力指促使水平面上的气体由高压流向低压的力。
它决定了风力的大小。
是风形成的直接原因。
（板书）大气水平运动
请大家认真观察水平气压梯度力的示意图，思考：
1.水平气压梯度力的方向是？
（可能的答案）水平气压梯度力垂直于等压线，由高压区指向低压区。
2.仅在水平气压梯度力作用下，风向应该是？
（可能的答案）与水平气压梯度力方向相同。
3.水平气压梯度力与风速的关系？
（可能的答案）与风速成正比。
风的形成还受到地转偏向力的影响。
地转偏向力指导致物体水平运动方向发生偏转的力。
地转偏向力示意图
右图中紫色箭头表示物体原计划运动方向，红色箭头表示物体实际运动方向。
请归纳地球上物体水平运动的偏转规律。
（可能的答案）赤道上不偏转，北半球向右偏转，南半球向左偏转。
北半球高空风的形成示意图
观察高空风的形成示意图，思考：
1.高空风的形成过程中受到哪些力的作用？
（可能的答案）水平气压梯度力、地转偏向力
2.说出高空风的最终风向与等压线关系。
（可能的答案）高空风的最终风向平行于等压线。
3.试着绘制南半球高空风的风向示意图。
（可能的答案）图略。
风向向左偏转。
（板书）受力状况、风向差异
风在水平气压梯度力的影响下形成，一旦形成立刻会受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。
在北半球，风向向右偏转，在南半球，风向向左偏转，赤道上不偏转。
在只受到水平气压梯度力和地转偏向力的作用下，风向最终与等压线平行。
北半球近地面风向示意图
请大家观察北半球近地面风的形成过程，思考：
1.近地面风的形成受到哪些力的影响？
（可能的答案）水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
摩擦力是指两个相互接触的物体做相对运动时，接触面之间所产生的一种阻碍物体运动的力。
摩擦力的方向与风向相反。
2.在三种力共同作用下，风向与等压线关系？
（可能的答案）与等压线斜交
海平面气压分布（2016年11月9日6时）
等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小，等压线越密，气压梯度越大。
请大家观察图片，思考并完成
1.比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由。
（可能的回答）甲地等压线密集，水平气压梯度力大。
2.在图上画出甲、乙两地的风向。
（可能的回答）甲为偏北风、乙为偏东风。
3.比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由。
（可能的回答）甲风速大，因为等压线密集，气压梯度大；
乙反之。
【课堂小结】
这节课我们全面分析了热力环流与大气水平运动——风的形成过程，明白了这是生活中非常常见的一种现象。
所以我们应该尊重规律，运用规律，更好地为我们的生产和生活服务。
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