资源简介

(共30张PPT)
教科版物理9年级上册培优备课课件
授课教师： .
班 级： 8年级（ ）班 .
时 间： 2026.07.22 .
1.4 跨学科实践：风
第1章 内能
跨学科实践：风
本次跨学科实践以初中物理比热容、热传递、气压变化核心知识为基础，融合地理自然现象、生活工程应用、生态环境知识，探究风的形成原理、昼夜海陆风规律、风的利用与影响，打通多学科知识壁垒，实现理论与实践结合，适配九年级物理比热容章节拓展学习。
一、实践主题
基于比热容差异探究风的形成规律与综合应用
二、跨学科关联知识点
1. 物理学科（核心）
依托九年级上册比热容核心知识：不同物质比热容不同，吸、放热能力存在差异；相同质量的不同物质，吸收相同热量，比热容小的物质温度升高更快，导致局部空气受热膨胀、气压变化，进而产生空气流动，形成风。同时结合热传递、气体热胀冷缩、气压与气流运动等知识点。
2. 地理学科
海陆热力性质差异、大气水平运动、海陆风环流、季风形成原理，了解自然中风的昼夜、季节变化规律，掌握风作为大气运动形式的地理意义。
3. 生物与环境学科
风对植物授粉、种子传播、气候调节的作用；风力资源的生态价值，清洁能源对生态环境的保护意义。
4. 工程与生活
风力发电、风帆航行、风力灌溉等生活生产应用，了解风能的开发利用与现实价值。
三、核心探究原理（物理核心）
地球表面分布着海水、砂石、土壤等不同物质，各类物质比热容差异显著。海水比热容大，吸热、放热速度慢；陆地砂石、土壤比热容小，吸热、放热速度快。空气的疏密、气压高低由温度决定，温度越高，空气受热膨胀密度越小、气压越低，空气会从高压区向低压区流动，空气的水平流动就形成了风。
四、实践探究：海陆风的昼夜变化
1. 白天海风（海面→陆地）
白天太阳辐射均匀照射海面和陆地，陆地砂石比热容小，升温速度远快于海水。陆地近地面空气受热快速膨胀，气压降低，形成低压区；海面温度偏低，空气密度大、气压高。高压区的海面冷空气向陆地低压区流动，形成海风。海风凉爽湿润，能够降低陆地气温，是沿海地区昼夜温差小的重要原因。
2. 夜晚陆风（陆地→海面）
夜晚无太阳辐射，地表开始散热降温。陆地砂石比热容小，散热快、温度骤降，近地面空气冷却收缩，形成高压区；海水比热容大，降温慢、海面温度更高，形成低压区。陆地冷空气向海面流动，形成陆风。陆风干燥凉爽，风力通常弱于白天海风。
五、拓展延伸：季风现象（地理跨学科）
海陆昼夜风的放大版即为季节季风。夏季，大陆升温快形成低压中心，海洋升温慢形成高压中心，风从海洋吹向陆地，带来丰沛降水；冬季，大陆降温快形成高压中心，海洋降温慢形成低压中心，风从陆地吹向海洋，气候干燥寒冷。我国东部地区的季风气候，本质就是海陆比热容差异引发的大范围大气运动。
六、风的应用与影响（生活+生态）
1. 有益应用
清洁能源方面，风力发电利用空气流动的动能转化为电能，无污染、可再生，是目前主流新能源之一；生活生产中，风帆助力航行、风力抽水灌溉、风干衣物；生态方面，风助力植物授粉、传播种子，促进自然生态循环；气候方面，海陆风调节沿海气温，减小昼夜温差，改善居住环境。
2. 不利影响
强风、台风、沙尘暴等恶劣风灾，会损毁建筑、破坏农作物、影响交通；长期大风会加剧土壤流失、植被损伤，对生态环境造成破坏。
七、简易模拟实验（课堂可操作）
实验目的：模拟比热容差异形成的空气流动，直观观察风的形成
实验器材：两个相同烧杯、等质量的水和细砂石、温度计、相同酒精灯、香、火柴
实验步骤：1. 烧杯中分别装入等质量的水和细砂石，放置在同一环境下，记录初始温度；2. 用两个相同酒精灯同时加热3分钟，分别测量两者温度；3. 将点燃的香放在两个烧杯中间，观察烟雾流动方向。
实验现象：加热后砂石温度远高于水，烟雾从水杯上方流向砂石杯上方；
实验结论：砂石升温快、气压低，水升温慢、气压高，空气从水侧流向砂石侧，模拟出了海风的形成原理，验证了风由比热容差异引发的气压变化产生。
八、实践总结
风并非神秘的自然现象，其本质是不同物质比热容差异→地表温度不均→气压差异→空气水平流动的物理过程。通过本次跨学科实践，将物理比热容知识与地理大气运动、生态环境、生活工程应用相结合，既掌握了核心物理知识点，又理解了自然现象的底层逻辑，认识到风能的利用价值与灾害危害，实现了知识的融会贯通，提升了观察、探究和解决实际问题的能力。
课堂导入
　　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
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。
探究新知一　认识风
观察
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。
热力环流示意图
探究新知一　认识风
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。
3.风的形成原理
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。
探究新知一　认识风
风具备方向性、速度性和阵发性三大基本特性。
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。
4.风的基本特性
4.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
地形
温度
气压
湿度
探究新知一　认识风
知识点1 认识风
1. 家用小型风力发电机独特的尾翼结
构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所
示。海边，仅在海陆风、陆海风因素
A
A. 白天、夜晚 B. 夜晚、白天
C. 白天、白天 D. 夜晚、夜晚
的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在( )
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2. 我国东部地区为世界上典型的季风气候区，
冬季，陆地的比热容____、降温____，形成冷高压，而沿海
海洋的海水比热容____、降温____，形成热低压，地面附近
的冷空气就从高压区吹向低压区，形成寒冷干燥的偏____
（填“南”或“北”）风。
小
快
大
慢
北
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3.空调是较为常用的家用电器之一，根据我们
的需要可让空调吹出冷风或热风来调节室温，
如图所示，空调出风口可以调节出风方向。请
回答：
（1）空调吹出的风主要是通过________的方
式来改变室内空气的内能的。
热传递
（2）冬天，为了升高整个房间的温度，出风口
向____（填“上”或“下”）更好，请从物理学角度
分析这样调节的优点：______________________
__________________________________________
__________________________________。
下
冬天空调吹出的热风密
度小，热空气上升、冷空气下降，可在室内形成
对流，使整个房间的温度尽快升上来
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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。
海陆风
山谷风
自然风
布拉风
台风
龙卷风
城市风
季风
人造风
空调风
吹风机风
电风扇风
探究新知二　我们周围的风
　　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。这种冬夏相反的风向的变化，带来了明显的季节性气候变化，这一变化形成我国的季风气候。
我国的季风气候
探究新知二　我们周围的风
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。
讨论交流
探究新知二　我们周围的风
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。
风在自然界的角色与影响
①风对气候环境的作用
风能够吹散大气中的污染物，助于保持大气环境的清新洁净。
风的清洁功能
风通过促进空气不同高度空气的交换，对气候环境的调节产生关键作用。
风的空气混合
风的热量与水汽传输
风在气候的形成与变迁中扮演着重要角色，它能够传输热量和水汽。
探究新知二　我们周围的风
②风对地貌形态的塑造
风力搬运与地貌再塑造
探究新知二　我们周围的风
③风对生物界的影响与适应
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。
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。
探究新知二　我们周围的风
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
探究新知二　我们周围的风
　　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。
实践活动
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，并进行比较，寻找其中的规律。
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。
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。
探究新知三　实践活动
1.城市热岛效应的现状与影响
【活动背景】
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。
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”。
探究新知三　实践活动
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”。
探究新知三　实践活动
1.设计一个城市微缩模型，其中包括不同材质的地表、不同高度的建筑物和绿色植被。
【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。
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。
探究新知三　实践活动
　　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。
【实验材料与设备准备】
【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。
探究新知三　实践活动
知识点2 热岛效应与温室效应
4. ［多选］下列选项中，由温室效应造成的是( )
AC
A. 海面上升，沿海和岛国居民生活受到威胁
B. 河流严重污染，水资源出现危机
C. 温度及降水变化影响农作物生长
D. 大气污染物增多严重影响人类的身体健康
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5. 阅读短文，回答下列问题。#1
热岛效应
热岛效应是指城市中心区的气
温显著高于周围郊区的现象。这个
效应主要由人类活动和城市化进程引起，在大城市中尤为明
显。以下是热岛效应的主要原因：①建筑材料：城市中大量
使用的建筑材料（如混凝土、沥青）具有较小的比热容和较
高的热导率，能够吸收并储存大量
的太阳能热量。②人类活动：车辆、
工业设施、空调设备等人类活动会
释放大量的热量，增加城市区域的
温度。③植被减少：城市化进程中，
绿地和植被被大量替代为建筑物和
道路，减少了植物蒸腾作用和遮阳
效果，进而提高了地表温度。热岛
效应还会产生如图所示的空气流动
状态。#1.1.1
（1）郊区有大量的植被覆盖并有较多的水域面积，当太阳
照射时由于有大量液态水发生______（填物态变化名称），
吸收大量的热，从而避免温度升得太快。
汽化
（2）城区的水体较多时城市热岛效应会减弱，这主要是因
为水的比热容____的特性。
大
（3）在相同的日照情况下，城市地区比郊区升温____
（填“快”或“慢”），由图可知正午的时候靠近地面的风从
_________________（填“郊区吹向中心区”或“中心区吹向郊
区”）。
快
郊区吹向中心区
（4） 为了缓解城市的热岛效应，你有什么好的
建议：____________________________________。
多建人工湖（或多种树等，合理即可）
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