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第四节地球的圈层结构【教学目标】一、知识与技能1．使学生了解地球的圈层构造，初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据2．使学生了解各内部圈层的界限、厚度、物理性状等。二、情感态度与价值观通过学习对学生进行热爱自然、热爱科学的教育。【教学重点】1．地震波的波速及传播特点，区别横波与纵波。2．地球内部圈层划分实况及各层主要特点，特别是地壳的特点。3．岩石圈概念，软流层知识。4.外部圈层的结构及特征【教学难点】1．地震波的传播特点2．地震波对地球内部圈层划分的作用3.岩石圈与地壳的区别，以及软流层是否是液体。【教学方法】归纳演绎法、对比法【课时安排】1课时【教学过程】教学环节及内容教师活动（主导）学生活动（主体）复习导入（0.5分钟）带领学生回忆地球形状知识回忆知识，准确说出地球形状过渡（0.5分钟）通过学习我们已经知道地球是两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体，但这个球体不同于篮球（空心），也不同于铅球（均质体），而是由里向外划分的若干个同心圈层组成。【板书】在标题处重重标注“圈层”。首先，我们来学习一下地球的内部圈层。讲授新课引导(3分钟)【提问】地球内部因地壳的阻挡，对人类来说始终是神秘的，我们怎样知道地球内部的情况呢？【引导】我们可以借鉴一下，夏天挑西瓜的经验，判断西瓜好坏最直接的办法就是给西瓜打个“眼“，就能辨别其质量。或者，一手托着西瓜，一手拍打西瓜，靠着敲打产生的震动判断西瓜是否成熟。先看第一种方式，我们给地球钻个眼可行么？行是行，但是具有局限性，目前世界最深的井也就是12000米，不及赤道半径的1/500。这样根本就没有办法挖到地心。再看第二种方法，我们是可以通过某种震动在地球内部传播的情况来了解地球的结构。于是，我们常用“地震波”来探测地球内部情况【板书】学生讨论学生回答地震波概念和类型（5分钟）【自问自答】地震波是如何产生？请同学们在书上标注出来。由于地震发生，地下岩石收到强烈撞击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传递，这就称为地震波。【讲授】地震波是一种机械波，类似于“~~~~~~~”【板书】，从波的变化形式上可以看出，有纵向上的变化，也有横向上的变化，因此的地震波有两种类型，【板书】纵波（P波）和横波（S波）。【提问】同学们，请看图1.25，从这张图你们能比较出纵波和横波哪个在地壳内部传播的速度更快一些？随着地球深度增加，传播速度是否一直不变？【讲授】纵波可以通过固体、液体和气体传播，横波只能通过固体传播【板书】【答案预设】纵波的传播速度更快；纵波和横波的传播速度都锁着所通过的物质的性质而变化莫霍界面和古登堡界面的划分深度和特征（6分钟）【讲授】从图1.25可以明显看到地震波波速发生明显的变化，我们把波速发生突然变化的面叫做不连续面【板书】【提问】我们再来研究图1.25纵波和横波的曲线变化情况，在什么深度上存在不连续面？在这个深度的不连续面上波速是增大还是减小？【讲授】根据地震波在地下的传播特征，将在地下平均33千米处的不连续面称作“莫霍界面”，另一个在地下2900千米处的不连续面称作古登堡界面。【板书】【答案预设】33km出波速突然增大，在2900km处，波速突然减小，横波波速降为0.【讲授】根据这两个不连续面，将地球内部划分为地壳、地幔、地核三个内部圈层的划分（8分钟）圈层【板书画图并依次讲解】【讲授】1.地壳位于莫霍界面之上，是由坚硬的演示组成的外壳，注意，现实生活中的地壳，并不是像图中所画的那样均一，大洋厚度较薄，大陆厚度较厚，平均厚度是17km。【强调】地壳就是我们平常所说的岩石圈吗？岩石圈是地壳和上地幔的顶部组成的。2.地幔介于莫霍界面和古登堡界面之间，厚度约为2800多千米，同样根据地震波波速的变化，把地幔分为上地幔和下地幔，上地幔存在软流层；【强调】软流层的位置，软流层在岩石圈底部，并不是在地壳的底部。3.地核以古登堡界面与地幔分开，厚度为3400km,和地幔分层一样，根据地震波波速的变化可以讲地核分为外核和内核，由于在地球深处，地核的温度很高，压力和密度都很大。活动探究（8分钟）【活动探究】同学们请看21页的读图思考题，结合刚才所讲解的内容，以小组的形式讨论这两小题，并推荐代表回答这两小题。【提出疑问】（1）横波如何通过软流层？（2）外核是液体，横波不能通过，内核从课本图中也没有见到横波通过，为何是固体？【解释疑问】（1）软流层所在深度温度、压力极大，强大的压力下，岩面处于一种潜在融熔态，就像烧红的玻璃，既不是液态，又有可塑性，以岩浆形式喷出时，由于压力减小，这种可塑性岩石转化成液态。（2）①纵波在地下5000千米深处，传播速度明显增加，说明可能由液态转为固态；②图上未表现出，横波在5000千米以下由纵波转化而成，比较微弱，进一步证明内核为固态。【活动预设】【】归纳总结（5分钟）通过绘制表格，让学生以对比的形式填写表格过渡（0.5分钟）要使我们更全面地认识地球整体面貌，除了需要对地壳结构的了解外，还需要对地球外部结构的层次。那么地球的外部圈层主要有哪些层次？它们各自范围和作用是什么呢？下地外核地壳地幔地核内核上地大气圈概念和特点（2分钟）【讲解】首先来看一下大气圈【板书】。大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它的主要物质组成是气体和悬浮物。主要成分是氮和氧。大气圈包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000～16000千米高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。【听讲】水圈概念和特点{2分钟）【提问】再来看看水圈包括哪些水体？具有什么样的特征？【板书】【答案预设】水圈由地球表面水体构成，连续但不规则。包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水在不断地循环运动之中。生物圈概念和特点(2分钟)【讲解】生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。小结（1分钟）地球所有的外部圈层是相互渗透、相互影响，甚至相互重叠的，在太阳和人类生活的参与下，整个地球生机盎然；同时，它们起着保护地球的作用，可以减弱太阳和宇宙辐射对地表的影响，减少宇宙中的陨石对地球表面的撞击。外部各圈中的物质运动和循环，是促使地表物质和形态演变的重要动力。课堂总结或课后练习（1分钟）第二章第一节冷热不均引起的大气运动活动教师活动学生活动新课导入播放唐代白居易的《大林寺桃花》动画。为什么会出现“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”这种现象呢？山顶上的气温为什么比山麓的气温低些呢？学习了今天的内容就能够解决这个问题（学生讨论）山顶上的气温比山麓低。大气层的直接热量来源【板书】第一节：冷热不均引起大气运动（导入）地球上的能量主要是从哪儿获得的？（过渡）大气作为地球的一部分，太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。但大气层的热量是直接来自于太阳辐射的吗？【板书】一、太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源（太阳）是的大气的削弱作用那么太阳辐射能够完全穿透大气层到达地面吗？太阳辐射进入厚厚的大气层受到什么作用的影响呢？要回答这个问题请同学们先看一下课本28页图2.1。好现在请同学说一下，太阳辐射进入厚厚的大气层受到哪些作用影响？【板书】二、大气的受热过程回答的很好，再太阳辐射进入大气层的时候不仅会发生吸收作用，还会受到反射、散射的影响。我们把吸收作用、反射作用、散射作用这三种作用统称为大气对太阳辐射的削弱作用【板书】1、削弱作用首先，我们来看一下大气的吸收作用，太阳辐射具有可见波段、红外和紫外，在穿透大气层时，高层大气中的氧原子吸收波长较短的紫外线，平流层中的臭氧吸收波长较短的紫外线，对流层中的水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线。大气中不同成分对太阳辐射吸收的波长范围不同，因此我们可以得出大气对太阳辐射的吸收作用具有选择性。接下来，我们来看一下大气对太阳辐射的反射作用：大气中的云层和较大颗粒的尘埃能将一部分太阳辐射反射到宇宙空间去，使到达地面的太阳辐射受到削弱。并且反射作用具有无选择性。大气对太阳辐射的散射作用，在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝光、紫光最容易被空气分子和微小尘埃散射。并且大气对太阳辐射的散射作用具有选择性【板书】吸收大气的受热过（过渡）经大气削弱的太阳辐射是较少的，大部分的太阳辐射最终达到地面，地面吸收太阳辐射增温，所程讲解并运用知识解释导入部分的内容以太阳是地面的直接热源。我们将这个过程称之为“太阳暖大地”【板书】2.受热过程（1）太阳暖大地当地面受热后，向外发出长波辐射，被大气大量吸收，为什么太阳辐射被大气少量吸收，而长波辐射被大气的大量吸收呢？请同学们阅读以下P28下方的解释，从这里我们可以得知一个规律凡是温度在绝对零度以上的物体，都会以辐射的形式把热量散发出来。太阳表面温度达到6000K，所以太阳辐射为短波辐射，而地面温度和大气温度远远低于太阳表面温度，所以地面辐射、大气辐射都属于长波辐射。从太阳暖大地这个过程看，我们知道地球大气对太阳短波辐射吸收得比较少，大部分太阳短波辐射能够穿透大气射到地面，而大气对地面长波辐射吸收得比较多，地面长波辐射只有一小部分能穿透大气层射向宇宙空间，绝大部分能够被大气截留下来，近地面大气中的CO2和H2O（温室气体），能够强烈吸收地面长波辐射而增温，吸收率75%～95%，近地面大气又以对流、传导等方式，层层向上传递热量。地面辐射放出的绝大部分热量能够被大气截留，那么近地面的大气热源是什么？【板书】（2）大地暖大气——地面是近地面大气最主要、最直接的热源这时候请同学们回过头来，想一想我们刚上课的时候所说到的问题生：回答生回答合作探究1（过渡）但凡受热的物质都会发出辐射，那么大气受热后会出现怎样的状况，请同学们阅读P29活动，回答第一小题保温效应大气逆辐射指向地面，是对地面辐射损失热量的补偿，对地面具有保温作用，【板书】三、大气的保温作用——大气还大地合作探究2再回头看一下第二小题，月球表的昼夜温度变化比地球表面剧烈的原因是什么？一组同学思考地球日较差小的原因，另一组同学思考一下乐曲日较差大的原因因为月球没有大气，白天，在太阳辐射的照射下，月球表买那温度升得很高，夜间，月球表面辐射剧烈，月球表面温度骤降，所以温度变化剧烈，地球上因为有大气的存在，在白天，大气的反射等削弱了，达到地面的太阳辐射，是白天地面的气温不至于过高，夜间，地面辐射绝大部分又被大气逆辐射换给了大气，使得夜间的温度不至于过低，这样使得地球的日较差生回答小于月球的日较差。从这可看出大气的保温效应大气受热的意义大气的受热过程实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的相互转化的结果。下面请同学们说一下大气受热的过程的意义。大气受热的过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气运动状态思考与作业布置晴天日较差和阴天的日较差那个大作业布置第二课时热力环流导入过上节课的学习，我们知道了地球的能量源泉是太阳辐射，由于纬度分布不均，导致地表受热差异明显，这样会引起大气运动，大气运动最基本的形式十一热力环流的形式呈现出来的。【板书】一、热力环流热力环流的概念由于地面冷热不均而形成的空气环流，称之为“热力环流”【板书】1.概念‘过渡热力环流的形式怎样的呢？气压和等压面在讲解之前，我们先回顾一下气压和等压面的知识，气压是指单位面积上，向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。根据P=F/S=G/S=mg/S=ρvg/S，得出气压与空气分子的密度有关系。同一水平面上密度越大，气压值越大。同时，同一垂直方向上，气压随海拔的增加而减小等压面是指压力相同的所有点连起来构成的面。当地面受热均匀时，等压面与水平面平行。但是我们研究热力环流时，是看空气运动的剖面图。所以这时候我们看到的图2.3那些平行于地面的线是等压面。过渡接下来，我们就来看看具体的过程分析图a图a，当地面受热情况是均匀的时候，空气没有上升或者下降运动。也就是说等压面与地面平行，气压数值应该是越往高处越低，分析图b当A地受热，而B、C两地冷却：（1）如果A地受热，近地面大气膨胀上升，上空空气密度加大，形成高气压；B、C两地冷却，