2019-2020年高中地理 1.4 地球的圈层结构教案 新人教版必修1.doc

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1.4 地球的圈层结构 三维教学目标 1.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。 2、过程与方法： （1）使学生了解研究地球内部构造的方法，从而认识人类对未知事物所进行的探索实践，激发同学们学科学、爱科学的兴趣及责任感。 （2）了解地球内部圈层划分实况及各层主要特点，从宏观上认识全球的整体面貌，形成地球系统观念。 （3）通过归纳、总结、对比地球内部各层的结构特点，用具体实例说明地球表层的特征 3.情感态度与价值观 （1）通过地球内部圈层划分的教学，培养学生“本质是通过现象表现出来的，而现象总是表现本质”的辩证唯物主义观点。 （2）通过教学对学生进行热爱自然、热爱科学的教育。 教学重点 （1）了解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。 （2）理解地震波在地球内部传播速度的变化与地球内部物质组成的关系。 教学难点 （1）区分岩石圈与地壳、地球各圈层的特点。 （2）地震波传播原理, 教具准备：多媒体课件 课时安排：1课时 教学过程 ［新课导入］教师手持一个匣子,让学生说出可以通过什么方法知道匣子内所装物品是什么. 学生议论：有的说钻个洞看,有的说摇一摇听听,有的说用X光透射。 启发教师：那假设这是地球的话，我们可以通过哪些渠道或方法获取地球内部信息？ 学生讨论：改进钻探技术；火山喷发的物质；温泉、热泉；遥感技术 教师解释：很好，地球就像一个巨大的黑匣子,打钻井探究,目前最多只能钻3000米,遥感感知的深度也很有限,目前唯一的办法只能通过地震波间接地推知地球内部的物质状况. 具体怎么利用地震波去了解地球内部的情况呢？我们就得先了解一下地震波的基本情况 【板书】一、地球内部圈层结构 1.划分依据：地震波 师：当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。地震波就类似我们常看到的水波。当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展，是不是水朝周围流去？不是，如果水面浮着一个软木塞，它只是在原来位置上下跳动。地震波也是如此，只是质点的上下或左右振动造成的。地震波可以分为哪两类呢？ 生：有纵波（P波）、横波（S波）之分。 师：横波是质点震动方向与地震波传播方向垂直，又称剪刀波，破坏性较强。纵波是质点震动方向与地震波传播方向平行，又称推进波，破坏性较弱.那么纵波（P波）和横波（S波）各有什么特性？ 师：大家感觉过地震没有？如果有机会可有去台湾或是日本感觉一下，其中，台湾每天平均有40次地震，能够感觉到的有3、4次之多，我们福清也常常波及，那大家想一想，当地震发生时，地面上的人首先感觉到的是左右摇晃还是上下摇晃呢？ 生：先感觉到上下摇晃，再左右摇晃。 师，那大家知道为什么吗？ 生：纵波的传播速度较快，横波的传播速度较慢。 师，很好，那如果地震发生时你在船上，又会有什么样的感觉呢？为什么？ 师：船是左右摇晃还是上下摇晃？还是和在地面的感觉一样呢？ 生：感觉到上下颠簸 师：为什么只有上下摇晃呢？ 生：这是因为只有纵波能在液体中传播，横波无法再液体中传播 师：很好，由此我们可以看到不同的物质中地震波的传播是不同的，固态物质中横纵波都能通过，液态和气态物质中只有纵波能够通过，并且纵波的传播速度在三态中也是不同的，固态大于液态大于气态。因此地震波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化。 师：对于这句话我们可以这样理解：假如一条柏油公路一端连接石子路，另一端连接高速公路，当汽车从柏油公路开往高速公路时，当汽车进入高速公路的瞬间，速度开始逐渐变快，也就是可以把柏油公路和高速公路相连接的地方看作是汽车速度发生变化的界面；同理，当汽车从柏油公路进入石子路时，柏油公路和石子路相连接的地方也可以看作是汽车速度发生变化界面。请同学们总结刚才所讲的，根据表格进一步归纳地震波特点。 2019-2020年高中地理 1.4 地球的圈层结构教案 新人教版必修1 分 类 特 点 传播速度 所经物质状态 共同点 纵波(P波) 较 快 固体、液体、气体 都随所通过物质的性质而改变 横波(S波) 较 慢 固 体 生：地震波在地球内部的传播规律：总的趋势——速度随深度递增，但不均匀，有突变现象。 师：地震波在地下传播速度会发生变化，而某些地区一定深度处，地震波有明显的突变，这种波速发生突变处的层面叫不连续面。请大家看投影“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图”（左半部分），找出地球内部两个明显的不连续面。 生：离地表33千米处有个莫霍界面，在2900千米处有个古登堡界面 师： 很好，1909年，奥地利地震学者莫霍洛维奇根据地震资料发现了33千米处的这一不连续界面，为了纪念他，人们将此界面命名为莫霍界面，1914年德国地震学者古登堡最早研究了2900千米处的这一不连续面，故将此界面命名为古登堡界面。 特 点 界 面 深 度 纵波、横波传播速度变化 发现者 发现时间 莫霍面 33 km 纵波、横波传播速度明显增加 莫霍洛维契奇 1909 古登堡面 2900 km 纵波速度明显下降，横波消失 古登堡 1914 师：地震波的波速突然发生变化，这说明了什么问题？ 生：不连续面上下的物质性状发生了变化。 师：根据两个最主要的不连续面，地球内部可划分为几个圈层？ 生：地壳、地幔、地核。 师：（投影）地球的内部圈层示意图 生：（指认地球的内部圈层：地壳、地幔、地核） 师：下面大家一起来研究这三个圈层。 （板书）2.地球内部圈层的划分 （投影）地球的内部圈层结构示意图 师：请看图说出三个圈层的划分依据、两个最主要的界面、各圈层的范围。 生：地壳、地幔、地核的划分依据是莫霍面和古登堡面。莫霍面以上是地壳，莫霍面和古登堡面之间是地幔，古登堡面以下是地核。 思考1：在莫霍界面和古登堡界面，地震波波速的忽然变化说明了什么问题？推测地幔和地核的物质组成可能是什么？ 生：说明了物质状态发生了变化；在莫霍界面下P、S波都能通过，物质状态可能是固态，在古登堡界面以下，S波消失，物质状态可能是液态。 师：软流层的位置是怎样的呢？ 生：（讨论回答）软流层在上地幔的上部， 思考2：软流层给人“液体”印象，但为什么能通过横波？ 解析：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。 思考3.地壳和岩石圈都是由岩石构成的,你能说明它们之间的关系吗 师：地壳位于地面以下、莫霍面以上，主要由花岗岩和玄武岩构成，是岩石圈的一部分。 岩石圈由地壳和上地幔顶部（软流层之上）构成，即软流层与地面之间的部分。 师：很好。根据地震波来分析，地核又分为外核与内核，外核形态是怎样的？ 生：（讨论回答）因为横波不能通过，所以外核是液态，温度高于熔点。 师：那内核的形态呢？ 生：（讨论回答）固态。 思考4：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？ 解析：①纵波在地下5 000千米深处，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5 000千米以下由纵波转化而成，比较微弱，进一步证明内核为固态。 师：刚才同学们作了细致的观察和分析，回答得很正确。我们下面作一个全面的分析。 地壳：在地面以下，莫霍面以上，由岩石组成。大陆部分的平均厚度为33 km，大洋地壳的平均厚度为5～8 km，整个地壳平均厚度为17 km。地壳最厚的地方在青藏高原。 地幔：地幔的范围是从莫霍面到古登堡面，它位于地壳与地核之间，是三大圈层中的中间层，厚度为2800多千米。根据地震波的传播状况可把地幔分为上地幔和下地幔两层，地幔圈占了地球大部分的质量。在上地幔的上部，有一个物质呈融熔状态的软流层，一般认为软流层是岩浆和地震的发源地。岩石圈是指软流层以上的部分，物质由岩石组成，包括地壳的全部和上地幔的顶部。 地核：因为横波不能通过外核，所以外核部分呈液态，主要成分是铁镍等重金属元素，而液态铁的运动形成一个巨大的磁场。因为地震波速度在内核处加快，随着深度增加，压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快，所以内核呈固态。 下 地 幔 外 核 地壳 地 幔 地 核 内 核 上 地 幔 岩石圈 软流层 【板书】（板图边讲边绘边讲述） 圈层名称 不连续面 深度（Km） 特征 地壳 （莫霍界面） （古登堡界面） 平均17 1000 2900 5000 6370 ①由岩石构成的固体外壳 ②大陆地壳厚、海洋地壳薄 地幔 上地幔 ①固态 ②上部存在一个软流层（可能是岩浆的发源地 下地幔 ①可能为固态 ②温度、压力和密度均增大 地核 外核 接近液态、横波不能通过 内核 温度、压力和密度都很大 【注意】总结知识点时特别要落实岩石圈、软流层范围。 师：（小结）可以用半熟的鸡蛋来形象直观地记忆地球内部圈层的划分和物质组成。蛋壳为地壳；蛋白为地幔，由于是半熟，所以有些蛋白浆代表软流层中的岩浆；蛋壳与蛋白之间的膜和地壳合起来就是岩石圈；蛋黄为地核。 【过渡】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？ 【板书】二、地球外部圈层结构 【提问】请同学们结合教材内容回答地球的外部圈层的主要层次及各自范围和作用分别是什么？ 【学生回答】略。 【归纳讲解】外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等(如图所示)，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。 1.大气圈的空间分布和物质组成，有什么特点？ 大气圈包围着地球，是由气体和悬浮物组成的复杂系统，它的主要成分是氮和氧。它是地球自然环境的重要组成部分。 指导分析"气温垂直分布图"(补充),推导对流层和平流层特点.重点抓住co2,水汽吸收长波辐射,o3吸收紫外线. 大气的垂直分层及各层的特点 大气的分层 特点 原因 对流层 ①气温随高度增加而降低，平均上升100米，气温下降0.6℃；②对流运动显著，天气现象复杂多变 ①热量直接来自地面，水汽、二氧化碳随高度的增加而减少,吸收地面长波辐射的能力降低，气温随高度增加而降低②对流运动易形成云致雨 平流层 ①气温随高度增加而增加 ②水平运动，利于高空飞行 平流层中的臭氧吸收太阳紫外线而升温 高层大气 密度小，存在电离层 空气分子处于高度电离状态 2水圈的空间分布和物质组成，有什么特点？ 水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。它包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水处于不间断的循环运动之中。 如何理解连续但不规则呢？ （1）连续：地球上的水是相互联系，相互补给的 （2）不规则：地球上的水分以不同的数量分布在不同地方 （3）循环运动：如大气降水到地表，地表又通过蒸发等一系列活动回到大气，又形成降水。 3. 生物圈的空间分布和物质组成有什么特点？ 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。 【板书】 三、地球外部圈层结构 1．大气圈 2．水圈 3．生物圈 【课堂小结】外部圈层的相互关系――整体性;生物圈,水圈,岩石圈及大气圈的底部交错重叠分布. 【板书设计】 第四节：地球的圈层结构 一、划分依据——对地震波的研究地震波特点 1．纵波(P波)：传播速度较快，可通过固、液、气传播 横波(S波)：传播速度较慢，只通过固体传播 2．物质密度越大，传播速度越快 下 地 幔 外 核 地壳 地 幔 地 核 内 核 上 地 幔 岩石圈 软流层 二、地球内部圈层结构 三、地球外部圈层结构 1．大气圈 2．水圈 3．生物圈