1.4 跨学科实践：风 课件 2026-2027学年教科版物理九年级上学期

第一章分子动理论和内能（九•物）第4节跨学科实践风学习目标1.了解风的形成及其特征；认识风在自然界中的角色及其影响。2.根据物理学知识，通过制作，培养学生动手动脑能力，培养学生科学实验思维。3.学生通过动手实践，模拟实验，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作方法。4.通过演示实验、对比模拟实验，运用观察、分析、比较、讨论等方法，培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神，以及运用物理知识解决实际问题的责任感。创设情景，引入新课风，这一我们日常生活中不可或缺的自然现象，它有着怎样的力量与作用，又是如何影响我们的世界？接下来，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。探究新知一认识风1.定义：空气的水平运动称为风。表示气流运动的物理量。2.风的分类和等级划分风可以根据风向分为季风、信风、西风等类型，根据风俗习惯分为轻风、微风、大风等不同等级。风级是对风力大小的一种量化标准，通常划分为0-12级，不同等级的风力对应着不同的风速范围和对人类日常生活及工作的影响。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B地接受热量多，A、C两地接受热量少时，B地近地面空气膨胀，致使B地近地面附近空气密度减小，空气上升，气压降低。A、C两地近地面附近空气向B地流动。同时B地热空气上升，到上空聚积，使B地上空空气密度增大，因而形成高气压，B地上空空气向A、C两地上空流动。这两个变化让A、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。如图所示为A、B、C三地的环形风向路径。3.风的形成原理：实际上是大气中空气流动的结果，它主要由地球表面存在的气压差异所驱动。当地表温度升高时，地表的空气受热膨胀变轻，随后上升。而低温的冷空气从四周横向流入以填补空缺。当上升的空气逐渐冷却变重会开始降落。这一过程不断重复，从而形成了我们所熟知的风。4.风的基本特性风具备方向性、速度性和阵发性三大基本特性。5.风的影响因素风的形成与特性受到多方面因素的共同作用方向性指的是风吹来的具体方向。而速度性则反映了风的速度大小。阵发性描述了风的强弱以及持续时间的变动。探究新知二我们周围的风我们周围存在多种形式的风，主要包括自然风和人造风。自然风季风海陆风台风龙卷风布拉风山谷风城市风电风扇风空调风吹风机风排气扇风空气净化器气流的风鼓风机风人造风我国的季风气候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不同，冬季亚欧大陆冷空气，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。这种冬夏季相反的风向的变化，带来了明显的季节性的气候变化，这一变化形成了我国的季风性气候。海陆风和陆海风对流是夏季海岸形成微风的原因。风有时吹向海岸，有时吹向陆地。白天，在炎热的日光下，暖空气从陆地上升起，海洋上来的冷空气进行补充，形成了吹向海岸的海陆风。请用比热容分析夜间会形成什么样的风。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。风在自然界的角色与影响1.风具有重要意义，它影响着气候、动植物生长、人类生产和生活。①风对气候环境的作用②风对地貌形态的塑造风力搬运与地貌再塑造风对农作物的重要作用③风对生物界的影响与适应生物分布的影响风不仅传播着植物的种子和孢子，还对生物的分布和扩散产生深远影响。许多植物的繁殖都离不开风力传播种子的机制。生物形态的塑造在风力强劲的环境中，生物体会逐渐发展出适应风力的形态特征。例如，树木的树冠形状、叶片的大小和厚度等都会在风的作用下发生变化。生物行为的调整风力对动物的行为和习性也有显著影响。一些鸟类会利用风力进行高效的迁徙。同时，生物也会通过改变自身的行为来应对风力的挑战，如调整自身的姿势或寻找避风的场所。2.风能是一种清洁的可再生能源，在沿海、草原、山区、高原等均可建设风力发电场，获取电能。风力发电探究新知三实践活动实践活动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，同时测量城市中心区和郊区的大致温度，并进行2.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。3.根据我们学过的知识解释城市的热岛效应，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。比较，寻找其中的规律。【活动背景】1.城市热岛效应的现状与影响①城市热岛效应的定义与成因城市热岛效应是指城市区域的气温显著高于周边乡村地区的现象。其成因由于人类活动密集、城市建筑密集、地表覆盖材料的高热容量和低蒸发率，以及人为热源的排放。这些因素共同作用，导致城市热量积聚，形成“热岛”。②城市热岛效应的环境影响城市热岛效应不仅影响城市居民的生活质量，还加剧了能源消耗和空气污染。如空气质量恶化、能源消耗增加、极端天气频发等。长期生活在高温环境中，居民的健康也会受到威胁，特别是老人和儿童，容易引发中暑、呼吸道疾病等健康问题。2.研究与对策科学家通过气象观测、卫星遥感等技术手段研究城市热岛效应，并提出多种缓解对策，如增加城市绿地、推广绿色建筑、优化城市布局等。教育领域则通过模拟实验和环保教育，增强学生的环保意识，培养未来的“绿色公民”。【活动方案】设计模拟城市热岛效应的实验方案，包括选择代表性材料(如混凝土、沥青、植被覆盖等)，设置对照组和实验组，确定实验变量(如温度、湿度、光照等)，确保实验的科学性和可操作性。1.设计一个城市微缩模型，2.引入温度传感器和风速仪，实时监测模型中的温度和风速变化。通过记录数据，能够分析热岛效应的强度和分布，及风速对热岛效应的缓解作用。其中包括不同材质的地表、不同高度的建筑物和绿色植被。【实验材料与设备准备】根据实验方案，准备所需的实验材料和设备，如温度计、湿度计、光照计、不同地表覆盖材料等。确保设备和材料符合实验要求，能准确记录实验数据。【实验步骤与数据记录】制定详细的实验步骤，包括实验前的准备工作、实验过程中的操作流程以及实验后的数据整理。确保每个步骤清晰明确，学生在实验过程中能够规范操作，准确记录实验数据。【分析论证】1.温度变化观察在实验过程中，实时监测不同覆盖材料区域的温度变化，记录不同时间段内的温度数据。通过对比分析，揭示不同材料对温度的影响规律。2.环境因素分析3.实验现象的归纳总结考虑其他环境因素如湿度、光照等对实验结果的影响。对实验过程中观察到的现象进行归纳总结，形成初步的实验结论。通过小组讨论和教师指导，进一步完善和深化实验分析。【交流与合作】在探索城市热岛效应的模拟实验与环保教育实践教学的道路上，应采用了多种研究方法，以确保研究的全面性和深入性。1.在实验设计阶段，我运用了观察法和实验法。2.在数据收集和分析阶段，我使用了定量研究和定性研究相结合的方法。定量研究：学生们使用温度传感器和风速仪收集温度和风速数据，通过数据分析软件对数据进行分析，以量化热岛效应的强度和分布。定性研究：组织了小组讨论和反思会议，分享自己的观察、感受和思考，从而深入理解热岛效应对环境的影响。发展空间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，故称为温室效应。天然的温室效应维持着地球家园的温暖，然而工业革命以来，大气中二氧化碳等温室气体浓度逐年增大，人为加剧了地球的温室效应。这是全球气候变暖的一个重要原因，请通过互联网查阅资料，进一步了解温宝效应以及应对思路。课堂练习地球上各处的地形地貌会影响风的形成。夏季白天，青岛的海岸沙石、海水在同样的日照的情况下，由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容______，海岸的沙石和海水接受相同的太阳辐射能后，由于陆地空气升温较_____