自然科学基础教案

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《形成性考核作业》作业2第二章

第三章

自然界的运动性

学习目标和要求

通过本章学习,掌握牛顿第二定理、动量原理;理解位移、速度和加速度、匀变速运动的规律,理解牛顿第一定律、牛顿第三定律、功、动能、动能定理、地球的自转、公转、季节和五带、历法和时间;了解描述运动的相对性、重力势能、引力势能、大气运动是造成天气变化和气候分带的原因、各地区不同气候类型;自学大气环流,初步学会地球仪的运用。 重点难点

重点是掌握牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量守恒定律、四季和五带产生的原因、时间和历法的规定。难点是熟练掌握牛顿第一定律,告诉人们力不是维持物体运动的原因。地球自转和公转的规律性及大气环流。 教学过程 一、检查人数 二、教学导入。。。 三、讲授新课

第一节 物体的最简单运动方式

1、(理解)描述运动的相对性

例题:一位学生在作文中写到:“红日从东方冉冉升起,我坐在奔驰的火车里,静靠在椅背上,欣赏着窗外的景物,只见路旁的树木急速地向后退去??”试指出“升起”、“奔驰”、“静靠”、“后退”这几种运动形式所对应的参照物。

2、(正确理解)牛顿第一定律

力不是维持运动的原因,力是使物体运动状态改变的原因。 3、(正确理解)牛顿第二定律

物体的惯性是本身的属性,和运动状态没有关系。 4、(理解)力对物体做功的因数 力对物体做功有两个不可缺少的因数: 第一、力F是指某物体对运动物体所施的力。

第二、位移S是物体的位移,也即力的作用点的位移。

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物体由于运动反映出它做功的本领,而由于运动具有的能是物体的动能;由相互作用的物体或物体内部相对位置所决定而具有的能称为势能。

有关例题请参阅自然科学基础课程学习指导书第90页上的第8题。 5、应用动量定律解释现象

请参阅教材189页上列举的事例,能定性解释其道理。

本教材有关动量的计算不作要求,但定性解释一些现象是必须要掌握的。

第二节天体的运行

这部分内容是天体的运行,主要涉及地球的运动规律及其对自然界和人类生活的影响。地球的运动包括公转和自转,其影响主要是形成了四季和五带,可确定时间和历法。此外还介绍了天气和气候的知识。

要求是理解地球的自转和公转,理解季节和时间。对天气、气候、大气环流的内容这次不作教学要求。 学习中应注意以下环节: 一、地球的运动

这部分内容要求认识物质是运动的,地球运动就是物质运动的典型代表;物质的运动又是有规律的,地球的自转和公转的规律性特别明显。学习地球的自转和公转时抓住两点:一是其特征,即规律性;二是影响,即在自然现象上的反映。要认识地球的运动(地球自转和公转)对人类的活动带来的重大影响,如昼夜和四季变化等自然现象,对指导生活、安排农时有重大意义。务必理解地球的运动规律与地球自然现象之间的密切关系。 1、地球的自转

要求认识两点:一是自转特征,即规律性;二是自转影响,即在自然现象上的反映。

先谈谈自转特征。地球自转的规律体现在方向、周期和速度上。地球自转的方向是自西向东转,也就是在北极上空,看地球是逆时针转的;地球的自转是周期性的运动,自转的周期是一日,即一个太阳日;自转有角速度和线速度之分,全球各地的角速度是一致的,线速度因所处纬度和高度而各不相同。有这么一个问题:在地球上何处的线速度最大?显然是在赤道上。此外高处的线速度要大于低处,如山顶上的线速度要比同纬度的地面上大,这是比较容易理解的。

再分析地球自转的影响。地球的自转的影响表现为昼夜变化等天体的周日运动和地转偏向力。日月星辰的东升西落的现象就是自转概念最好的说明,尤其是太阳造成了地球的昼夜交替,有利于地表热量平衡。

地转偏向力对地球大气和洋流的运动有影响,但这一概念的真正理解是有难度的,这里要求记住这一名称。这是使沿地球表面运动的物体的方向发生偏转的的一种惯性力,是由于地球自转时在不同纬度上线速度不同引起的。地球上的物体倾向于保持原来的运动状态,可地球在自转着,相对而言水平运动的物体

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就发生了偏转。从北极向赤道上的某一点运动的物体,当一定时间后到达赤道上时,由于地球的自转,预定的目标已经向东偏转了,以致物体落在目标以西,这就是地转偏向力的表现。此外,根据计算公式,位于赤道处的偏转力等于零,自赤道向两极偏转力逐渐增大,因此在南北两半球不同纬度带运动的物体,自赤道起始向北或向南分别偏向于一方。这种力对运动着的气体和液体起着同样的作用,具体反映在北半球的水平运动表现为右偏,北风逐渐变成东北风,东风逐渐变成东南风,自南向北流动的河流冲刷右岸;南半球的水平运动表现为左偏,北风逐渐变成西北风,东风逐渐变成东北风,自北向南流动的河流冲刷左岸。这就是地球上南北流向河流的河谷不对称的原因。

对地球的自转现象及其规律性的掌握很重要,自转规律性及其影响应重视联系生活中的自然现象。 2、地球的公转 同样要求认识公转特征和公转影响这两点。

地球公转的特征体现在其运动时严格的轨道、周期和速度上。对轨道问题应说明三点:第一地球公转的轨道是一个椭圆,太阳就位于椭圆的一个焦点上;第二地球公转的方向也是自西向东的,与自转的方向是相同的;第三地轴在公转时是倾斜的,与黄道面有66°34ˊ的交角。关于地球公转的周期,可以简单讲是一年。严格讲有四种周期,其中只有恒星年是地球公转的真正周期,其它年由于其参考点是移动的,都不是公转的真正周期。但实际使用的是回归年,回归年实际意义最大,与地球的季节变化密切相关,是用太阳在黄道上连续两次过春分点的时间间隔测定的。地球公转的速度也有角速度和线速度之分。在分析“地球公转的轨道是怎样的,如何确定公转的周期”这一问题时就应该如上所述加以回答。

地球公转的直接影响表现在太阳高度和昼夜长短的变化上。地球表面某一地区在地球公转的不同位置时,它的太阳高度和昼夜长短是不同的。例如中国大部分地区夏至日太阳高度最高,白昼最长,然后逐渐减小,到冬至日时太阳高度为最低,白昼也最短。这一大家都熟知的现象就是地球公转造成的。这使得该地区接受太阳辐射的程度在一年中发生很大变化。

在分别学习地球的自转和公转后应对其特征和影响加以总结和比较,注意二者之间的联系与区别。请判断一系列自然现象,如昼夜、四季、极昼、极夜、动物的行居、鸟类的迁徙等现象是否与自转或公转有关,是分别造成的原因,还是共同影响的结果。通过总结和讨论,有助于对地球自转和公转重要意义的理解。

二、季节和历法

这部分内容分别讲述四季、五带及历法、时间,主要是季节和时间,这些都是人类根据地球自转和公转的规律性作出的规定。包括两个方面:一是如何规定的,这部分要求理解,并不难;二是为什么要这样规定,是难点,只要求能一般了解。

为了更好地掌握学习的要点,把这一部分的重点(包括难点)内容分析如下,同时结合一些习题作讲解,以利学员掌握。

1、四季和五带 了解四季产生的原因和五带的划分

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地球公转的影响更重要的是造成了四季的演变。地球获得热量多少的重要原因是太阳光射向地面的倾斜程度(即太阳高度)和照射时间(即昼夜长短)。因此当进一步分析地球为什么会有四季更替现象出现,可以指出这与地球公转的存在、公转的规律性有间接联系。其重要原因是太阳光射向地面的倾斜程度,即太阳高度。夏季就是太阳高度最大的季节,此外,夏季每日的白昼时间即光照长短要明显大于冬季。这就可以说明这样一个现象:地球一月是在近日点,为什么对北半球而言却是冬季,七月在远日点却是夏季?这就是因为地球离太阳的远近并不是决定获得热量多少的主要因素。又如,在南半球称为夏季时地球是什么状态?这是在地球公转到整个季节太阳都直射在南半球,造成南半球的太阳高度最大,白昼时间也长。

这里要重视地轴倾斜带来的影响,它是造成地面太阳高度和昼夜长短的变化,产生四季更替现象的重要原因。可考虑一下当地轴与黄道面成垂直时会产生怎样的自然现象,还会出现明显的季节变化吗?

地球五带指热带、南北温带、南、北寒带,五带是以纬度为界来划分的,其界线为南、北回归线和南、北极圈。热带是南、北回归线之间的地带,太阳高度大,光照强烈,昼夜长短变化不大。南、北温带是南、北回归线分别与南、北极圈之间的地带,太阳终年不会直射,昼夜长短变化大。南、北寒带是南、北极圈分别到南、北极之间的地带,太阳高度很小,光照强度低,夏季和冬季分别出现极昼和极夜现象。

5、时间和时区 要求认识时间的类型和区别,学会时区的换算。

时间规定的来历,是源于地球自转和公转的严格的规律性。“时间”的重点在标准时,标准时是怎样确定的、与地方时又有何区别呢?根据太阳的位置确定的本地或本经度的时间称为地方时(即太阳正南为中午12时),一定时区共同使用的时间称为标准时。每个时区跨经度15度,整个地球就被划分为24个时区。可以参看教材上207页的“世界理论时区图”。还要搞清标准时为什么又有区时和法定时的规定。

时区的分布特点和换算规律是地球部分内容中的难点,但时间换算在今后国际交往中却是很有作用的。关键在弄懂时区的分布特点和换算规律:在世界地图上由零度经线向东为东时区,由东一区逐渐过渡到东十二区;向西为西时区,由西一区逐渐过渡到西十二区。每15经度为一个时区。同一时区内标准时是相同的,相差一个时区就相隔一个小时。

换算时位于本时区以东则时间数要增加,向西则减少。如东八区9时,则此时东九区因为是位于其东,要加时,则是10时。又如已知东八区的区时是20:00,则此时西十区为几时?因为相隔18个时区,并且向西去要减时,它的区时是2:00。再如很特殊的,已知西十二区是十二月三十一日15:15,则此时东十二区却是一月一日15:15,同样是因为相隔24个时区,但向东去要加时。

这里还有国际日界线的规定,这是大致以东、西经180度为界确定的,具体也请看“世界理论时区图”。要记住从西向东越过国际日界线时日期要减少一天,反之则要增加。

最后有几点说明:练习与考试的题型不外乎名词解释、填空题、选择题和简答题几类。填图题包括在填空题中。

首先要重视专用名词的概念。重要的概念已经在前面提到了,要求都能掌握。

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