流动的空气的教学课件

流动的空气空气流动基础概念空气虽然看不见、摸不着，但它确实是一种物质作为物质，空气具有以下特性空气有质量虽然很轻，但空气确实有重量•—空气占据空间它填充了我们周围的所有空间•—空气可以被压缩它能被挤压成更小的体积•—空气可以流动当空气流动时，我们称之为风•—当我们感受到风时，实际上是感受到了空气的流动空气流动的速度不同，我们感受到的风力也就不同从微风到强风，都是空气流动的表现形式空气的流动现象烟雾的移动树叶的摇摆风筝的飞行当我们点燃一支香或者看到工厂的烟囱冒烟风吹过树木时，树叶会随之摇摆这是因为风筝能够飞上天空，正是利用了流动的空气时，烟雾总是随着空气的流动方向移动这流动的空气对树叶施加了力量风力越大，当风吹过风筝表面时，会在风筝上产生向上是因为烟雾颗粒很轻，容易被流动的空气带树叶摇摆得越剧烈通过观察树叶摇摆的方的升力，使风筝能够克服重力升入空中风动观察烟雾的移动方向，就能知道空气流向和程度，我们可以判断风向和风力越大，风筝飞得越高越稳定动的方向风的定义风是什么？日常生活中风的表现风，就是流动的空气当空气从一个地方流向另一个地方时，我们就感受到了风风是大自然中常见的现象，也是我们衣物在风中飘动•日常生活中经常感受到的自然力量树枝随风摇曳•风的特点风吹过脸颊的凉爽感•风扇产生的人造气流•风有方向性从高气压区流向低气压区•—开窗时的通风换气•风有速度可以用风速计测量，单位是米秒•—/呼吸时呼出的气流•风有强弱从微风到台风，强度差异很大•—风筝在空中翱翔•风会变化方向和强度都可能随时间改变•—空气无处不在空气充满我们的周围虽然我们看不见空气，但它确实存在于我们周围的每一个角落空气填充了房间、学校、户外，甚至我们身体的内部没有空气的地方，我们无法生存感受看不见的空气虽然空气是无色无味的，但当它流动时，我们能感受到它的存在风吹过脸颊的感觉、树叶摇曳的声音、风筝在天空中飞翔，这些都是空气存在的证明证明空气的存在当我们给气球充气时，气球会膨胀起来这是因为空气占据了气球内的空间当我们把装满空气的瓶子倒扣在水中，会看到气泡冒出来，这也证明了空气的存在空气流动的原因温度差异导致空气流动气压差异导致空气流动空气流动的主要原因是温度差异当空气受热时，会膨胀变轻，然后上升；当空气变冷时，会收缩变重，然后下沉这空气总是从高气压区流向低气压区，这也是风形成的原因气压差异越大，风力越强全球的风系统，如信风、季风等，种上升和下沉的运动形成了空气的流动都是由于地球表面不同区域的气压差异造成的例如，在晴朗的白天，陆地比海洋更快地吸收太阳的热量陆地上方的空气受热上升，形成低气压区；而相对较冷的海洋上方形成高气压区高气压区的空气会流向低气压区，形成海风到了晚上，情况正好相反，因为陆地比海洋散热更快温度对空气流动的影响空气受热热空气上升冷空气补充当空气被加热时，分子获得更多能量，运动更由于热空气密度较小，它会上升这就像热气当热空气上升后，周围的冷空气会流入补充这加剧烈这使得空气分子之间的距离增大，空球一样，热空气填充气球内部，使整个气球变个空间这种冷空气的水平移动就形成了我们气膨胀，密度减小，体积增大轻，从而上升到空中感受到的风空气流动与气压变化气压的概念高气压与低气压气压是空气对地面和物体表面施加的高气压区是空气密度较大、下沉的区压力在地球表面，标准大气压约为域，通常伴随晴朗天气；低气压区是千帕（相当于毫米汞空气密度较小、上升的区域，通常伴

101.325760柱）气压会随着高度、温度和湿度随多云或降水天气空气总是从高气的变化而变化压区流向低气压区，形成风气压与天气变化气象学家通过测量不同地区的气压变化来预测天气当一个地区的气压迅速下降时，可能预示着暴风雨的到来；当气压升高时，通常意味着天气将转晴生活中的风自然风人工风自然风是由于地球表面不同区域的温度和气压差异引起的空气流动根据强度，自然风可分为人类也能创造人工风微风轻拂面颊，树叶轻微摇动风扇电力驱动扇叶旋转，推动空气形成气流••和风能感到风吹，树枝摇动空调冷热空气交换产生的气流••强风吹动小树，行走困难吹风机高速气流用于吹干头发••暴风能吹断树枝，建筑物受损鼓风机工业上用于提供强大气流••飓风台风造成严重破坏扇子手动扇动产生微风•/•气流的可视化烟雾可视化泡泡追踪轻质材料指示烟雾是最常用的气流可视化方法烟雾颗粒足够肥皂泡泡轻盈且可见，是观察空气流动的好工具细纱带、轻薄纸条或细线都可以用来显示气流方轻，能够跟随气流移动，显示出气流的路径和形放出泡泡后，它们会随着气流漂浮，显示出空气向这些材料足够轻，能够被微弱的气流带动状科学家在风洞实验中经常使用烟雾来研究物的流动方向和速度不同大小的泡泡对气流的响通过观察它们的摆动或飘动方向，我们可以直观体周围的气流状态应也不同地看到空气的流动小实验观察流动空气1实验目的通过观察乒乓球的运动，理解空气流动可以推动物体实验材料乒乓球•吸管或纸做的简易喇叭筒•平滑的桌面•实验步骤将乒乓球放在平滑的桌面上

1.用吸管或纸喇叭对着乒乓球吹气

2.观察乒乓球的运动方向和速度

3.改变吹气的方向和强度，再次观察

4.尝试用吹气让乒乓球沿特定路线移动

5.实验现象当我们朝乒乓球吹气时，乒乓球会沿着吹气的方向移动吹气越强，乒乓球移动得越快；吹气越弱，乒乓球移动得越慢如果改变吹气的方向，乒乓球的运动方向也会相应改变实验结论小实验制造风21实验准备收集不同的造风工具纸扇、纸板、塑料扇子、电风扇等准备一些轻质物品作为指示物纸条、羽毛、轻薄布条等2实验过程将轻质指示物放在桌面上，保持室内空气相对静止使用不同的工具制造风，观察指示物的反应比较不同工具造风的效果和范围，记录观察结果3实验观察无风状态下，指示物保持静止使用不同工具制造风时，指示物会随风摆动或飘动电风扇产生的风最强且范围最大；纸扇产生的风较弱但可以精确控制方向；纸板摇动产生的风力适中4实验结论小实验温差引起气流3实验目的验证温度差异能够引起空气流动实验材料两个相同的玻璃杯•热水和冷水•薄纸片（约厘米×厘米）•55食用色素（可选）•实验步骤在一个杯子中倒入热水，另一个杯子中倒入冷水

1.可以在水中加入少量食用色素以便观察

2.将薄纸片放在热水杯的上方，观察现象

3.将薄纸片放在冷水杯的上方，观察现象

4.比较两种情况下纸片的行为差异

5.实验现象放在热水杯上方的纸片会轻微上升或飘动，而放在冷水杯上方的纸片则保持相对静止如果使用了食用色素，可以观察到热水中的色素移动更活跃，呈上升趋势；而冷水中的色素移动较慢实验结论仪器展示风速计风向标简易自制风向仪风速计是测量风速的仪器常见的风速计有杯形风向标用于指示风的方向传统的风向标由一个我们可以用简单的材料制作风向仪一根直立的风速计和热线风速计两种杯形风速计通过测量可以自由旋转的箭头组成，箭头的尾部比头部有铅笔或竹签作为轴，一张剪成箭头形状的硬纸卡风吹动杯子旋转的速度来计算风速；热线风速计更大的面积，使其总是指向风来的方向现代气作为指针，用大头针将纸箭头固定在橡皮上，再则利用空气流动对热元件的冷却效应来测量风速象站使用的风向标能够自动记录风向数据，并与把橡皮插在铅笔顶端这个简易风向仪放在户外风速通常以米秒或千米小时为单位计算机系统连接进行实时监测时，箭头会指向风的来源方向//空气流动与飞行气流与机翼飞机能够飞行，主要是利用了空气流动产生的升力飞机机翼的上表面比下表面更弯曲，当空气流过机翼时，上表面的空气流速更快，压力降低；下表面的空气流速较慢，压力较高这种压力差产生了向上的升力，使飞机能够克服重力飞行这一原理被称为伯努利原理，即流体（包括空气）流速增加时，其压力会降低飞机的发动机提供向前的推力，使空气能够持续流过机翼，产生足够的升力其他飞行器与气流风筝依靠风的升力克服重力，绳子提供张力保持平衡•热气球利用热空气密度小于冷空气的原理上升•滑翔机没有发动机，完全依靠气流产生的升力飞行•直升机旋翼切割空气产生向上的升力•空气流动与气象天气预报中的风信息风与天气系统天气预报通常会包含风向和风力信息全球的风系统对天气有重大影响例风向表示风的来源方向，如东北风如，季风带来的湿润空气可能导致大表示风从东北方向吹来；风力则用风范围降水；寒潮南下时带来的冷空气速或风级表示，如级风、米会使温度急剧下降；副热带高压带来58/秒等这些信息对农业、航运、航的下沉气流则会形成晴朗天气空等行业非常重要极端空气流动现象一些极端的空气流动现象可能造成严重灾害，如台风、飓风、龙卷风等这些强烈的空气流动现象通常伴随着高速旋转的风和强降水，能够对建筑物、植被和人类生命造成威胁空气流动与生活通风换气空气流动在室内通风中起着关键作用打开窗户可以让新鲜空气进入室内，同时将室内浑浊的空气排出良好的通风可以减少室内污染物浓度，降低细菌和病毒传播的风险，创造更健康的室内环境空气净化空气净化器通过创造内部气流，将空气引入设备中进行过滤过滤后的洁净空气再被送回室内这一过程可以去除空气中的灰尘、花粉、细菌等有害物质，改善室内空气质量降温与调节舒适度夏天使用风扇可以加速皮肤表面的汗液蒸发，带走热量，使人感到凉爽虽然风扇不会降低室温，但流动的空气可以显著提高人体的舒适度这是一种简单、节能的降温方式大自然中的气流海陆风循环山谷风循环在沿海地区，白天和夜晚会形成规律的风向变化，这就是海陆风循环在山区，白天和夜晚也会形成规律的风向变化白天（海风）陆地受太阳辐射加热较快，陆地上方空气上升形成低气压；海洋升温较慢，海面上方形成相对高气压空气从海洋流向陆地，形成海风白天（山风）山坡受阳光照射加热，山坡上的空气受热上升，谷底空气流向山坡补充，形成山风夜晚（陆风）陆地散热较快，温度下降形成高气压；海洋保温性好，温度下降慢，形成相对低气压空气从陆地流向海洋，形成陆风夜晚（谷风）山坡散热较快，冷却的空气沿山坡下沉，流向谷底，形成谷风风的利用案例风力发电风力水泵风力发电是将风能转化为电能的过程风力水泵利用风能驱动水泵抽水，在风力发电机的叶片在风的推动下旋转，一些缺水地区广泛应用它不需要电带动发电机发电这是一种清洁、可力，维护成本低，是农村地区实用的再生的能源利用方式中国是世界上供水设备荷兰的风车最初就是用于最大的风力发电国家，内蒙古、甘肃、抽水排涝，帮助开垦低洼地区河北等地建有大型风力发电场风力磨坊风力磨坊是利用风能驱动磨盘研磨谷物的设备虽然现代社会已经很少使用，但它在历史上对农业生产有重要贡献今天，许多古老的风车成为了旅游景点，如荷兰的风车村、西班牙拉曼恰地区的风车等空气流动对环境的影响水分蒸发与水循环污染物扩散与空气质量空气流动加快水体表面的水分蒸发当风吹过湖面、河流或海洋时，它会带走表面已经蒸发空气流动对污染物的扩散有双重作用的水分子，使更多的水分子能够继续蒸发这种作用促进了自然界的水循环过程，影响着区积极作用风可以稀释和分散局部的空气污染物，改善污染区域的空气质量例如，城市中域甚至全球的降水分布的风能够将汽车尾气和工业排放物吹散，降低污染物浓度在农业灌溉中，人们需要考虑风的蒸发作用强风天气下，田地中的水分蒸发更快，可能需要增加灌溉量；而在设计水库时，也需要考虑风对水面蒸发量的影响空气流动与健康通风与疾病传播气流与呼吸舒适度风与过敏原传播良好的通风对减少室内疾病传播非常重要适当的空气流动有助于提高呼吸舒适度风可以携带花粉、霉菌孢子等过敏原，导新冠疫情期间，专家们强调保持室内通风静止的空气容易让人感到闷热和不适，而致过敏症状加剧在花粉季节，过敏体质的重要性，因为流动的空气可以稀释病毒轻微的气流可以带走人体周围的热量和湿的人在强风天气外出时可能需要戴口罩，浓度，降低感染风险在公共场所，保持气，使呼吸更加舒适这就是为什么即使并在回家后及时洗脸、更换衣物，以减少空气流通是预防呼吸道疾病传播的有效措在温度适宜的环境中，人们也喜欢开启风过敏原的接触室内保持适当湿度也有助施之一扇或空调的原因于减少空气中的过敏原空气流动与植物风媒传粉风与植物生长许多植物依靠风来传播花粉，这种传粉方式称为风媒传粉风媒植物通常有以下特点适当的风对植物生长有积极影响花朵小而不显眼，没有鲜艳的颜色或香味促进植物茎秆变粗变强，增强抗倒伏能力••花粉量大，花粉粒小而轻加速植物周围的气体交换，有利于光合作用••雄蕊常伸出花外，方便风吹散花粉减少植物表面的湿度，降低病害发生风险••雌蕊柱头常呈羽毛状，便于捕捉空气中的花粉帮助散热，防止植物在强光下过热••常见的风媒植物包括杨树、柳树、松树、玉米等这些植物产生大量花粉，随风飘散，导致花粉过敏的人在花粉季节可能出现过敏症状城市与空气流动城市风道效应城市热岛效应城市通风规划高楼大厦形成的狭窄通道会产生风道效应，使城市建筑和道路吸收太阳辐射，使城市温度高于风速增强这种效应在两栋高楼之间尤为明显，周围郊区，形成热岛效应这种温差导致城市风速可能比周围区域高出数倍在城市规划中，中心的热空气上升，周围较冷的空气流入补充，需要考虑这一效应对行人舒适度和建筑安全的影形成局部空气流动这种流动有助于缓解城市热响，合理布局建筑，避免形成过强的风道量积累，但在污染严重的城市，也可能加剧空气污染物的扩散历史趣闻古代航海与风风力在古代航海中扮演着决定性角色古代的船只完全依靠风帆航行，航海路线的选择很大程度上取决于风向哥伦布发现美洲大陆时，正是利用了大西洋的信风而早在公元前，中国和阿拉伯的航海家就已经掌握了季风规律，利用夏季和冬季风向的变化进行远洋贸易郑和下西洋的船队就是根据季风规律安排航行计划的每年月至次年月，东北季风盛行，船队顺风南下；月至10349月，西南季风占主导，船队则顺风北返这种顺应自然的航行方式，大大提高了航行效率和安全性风车的发明与演变风车是人类最早利用风能的装置之一最早的风车起源于古波斯（今伊朗），大约在公元世纪出现，用于研磨谷物和7抽水这种早期风车采用垂直轴设计，类似于现代的垂直轴风力发电机课堂互动问题日常如何感知空气流动？你家乡有哪些与风有关的现象？同学们，请思考并分享在日常生活中，你是通过哪些方式感知到空请同学们分享自己家乡常见的风现象不同的地区可能有不同的风特气在流动的？除了直接感受风吹在脸上，还有哪些现象能够告诉我们点，有些地方可能有特殊的风名称，有些地方可能有与风相关的谚语空气在流动？或习俗可能的回答包括例如看到树叶摇摆华北地区的春季风沙••看到窗帘飘动东南沿海的台风••看到旗帜飘扬西北地区的沙尘暴••听到风吹过树叶的声音内蒙古草原的呼啸之风••闻到远处飘来的香味清明断雪，谷雨断霜等与风相关的谚语••感受到衣服被风吹起•探究活动设计制作简易风向仪材料准备一张方形硬纸板（约厘米×厘米）•2020一根吸管或细竹签•一个空饮料瓶•一枚大头针•1剪刀、胶水、指南针•制作步骤将硬纸板剪成箭头形状，前窄后宽

1.用大头针将纸箭头固定在吸管或竹签的一端

2.将吸管或竹签另一端插入饮料瓶盖中，确保能自由旋转

3.在饮料瓶上标记东南西北四个方向

4.用指南针校准方向

5.收集风向风速数据实验步骤将制作好的风向仪放置在开阔处

1.每天固定时间（如上午点、下午点）观察并记录风向

2.103使用波氏风力等级表（根据物体随风摆动程度）估计风力

3.2连续观察一周，记录数据

4.数据分析统计一周内风向的变化规律•比较不同时间段的风力大小•分析天气变化与风向风力的关系•问题思考为什么台风天风特别大？空气流动的利与弊台风是一种强烈的热带气旋，形成于热带或亚热带海洋上台风形成的主要原因是好处

1.海水温度高（通常高于26℃），大量水蒸气蒸发到空气中•促进大气循环，调节地球温度上升的暖湿空气遇冷凝结，释放大量潜热，使空气继续上升带来降水，滋润土地

2.•上升气流造成低气压中心，周围空气快速流向中心传播植物花粉和种子

3.•由于地球自转的影响（科里奥利力），流向中心的空气会发生偏转，形成旋转运动稀释污染物，改善空气质量

4.•随着水汽不断补充能量，风速不断增强，形成强大的旋转风暴系统可利用风能发电，提供清洁能源

5.•帮助通风换气，创造健康环境台风中心气压极低，与外围气压差异很大，这种大的气压梯度导致风速极高，可达每小时公里•100-300危害强风可能造成建筑物损坏和树木倒伏•可能加速火灾蔓延•可能传播污染物和病原体•寒风可能导致体温流失，影响健康•拓展链接推荐科学动画观看为了更直观地了解空气流动的原理和现象，推荐同学们观看以下科学动画《神奇校车》系列中的气象灾害和飞行原理两集，生动展示了空气流动的科学原理•《科学实验室》系列中的风的形成与利用专题，通过动画和实验展示风的产生机制和应用•《探索频道》的强风背后的科学专题片，详细解释了从微风到飓风的形成机制•《气象科普》系列动画，介绍风向、风速的测量方法和气象预报原理•科普场馆参观建议如果有机会，建议同学们参观以下科普场馆，亲身体验空气流动的奇妙科技馆的气象厅，有专门展示空气流动和天气变化的互动展品•自然博物馆的地球系统展区，展示全球空气流动对气候的影响•风能科普基地，了解风能的利用历史和现代风力发电技术•航空博物馆，学习飞行原理和空气动力学知识•课程回顾空气流动的基本概念1空气是物质，有质量和体积•风是流动的空气•空气虽然看不见，但可以通过现象感知其流动2空气流动的原因•温度差异导致空气密度不同•热空气上升，冷空气下沉•观察和测量空气流动3高气压区的空气流向低气压区•通过烟雾、轻质物体等观察气流方向地球自转对气流方向有影响••使用风向标确定风向•用风速计测量风速4空气流动的应用•进行简单实验验证空气流动规律飞行原理与空气流动的关系••风能利用（风力发电、风车等）•日常生活中的通风、降温•气象预报对风的监测和预测•总结与升华课程要点回顾空气是物质，流动的空气形成风•温度和气压差异是空气流动的主要原因•空气流动可以通过多种现象观察到•人类利用空气流动发明了风车、风力发电等技术•空气流动对自然环境和人类生活有重要影响•科学思维培养通过学习流动的空气，我们不仅获取了科学知识，还培养了科学思维观察能力注意到看不见的空气流动现象•实验能力设计和进行简单的空气流动实验•分析能力理解空气流动的原因和规律•应用能力将空气流动知识应用到实际生活中•结束语亲爱的同学们，空气虽然看不见、摸不着，但它始终存在于我们身边，静静地流动着通过科学的眼光，我们学会了看见这些看不见的空气流动希望大家能够带着好奇心和探索精神，继续观察身边的科学现象，发现更多科学奥秘记住，科学就在我们的日常生活中，只要我们留心观察，处处都是科学的课堂。