气象小实验教材

1、上海市宝山区中小学气象科技教育创新联合体 目录天气（简易活动）活动一：倒空气活动二：空气占据的空间活动三：空气有重量活动四：空气的压力活动五：空气的运动活动六：风 轮活动七：电闪，雷鸣！天 气（复杂活动）活动一：制 云活动二：制造雨活动三：对雪的研究活动四：雪 花活动五 ：冰 柱活动六：小气候活动七：警惕：火险天气（举一反三）活动一：温度：活动二：风的速度活动三：风的方向活动四：风的运动和种类活动五：云的种类活动六：温度活动七：露点活动八：降水活动十：预报工作天气（简易活动）“葱皮薄，暖冬到；葱皮厚而硬，严冬则一定。”这句古话的园丁押韵谚语中蕴含着一些真理。夏季空气和土壤的平均温度不同，会对洋葱的生长产生影响，夏季空气和土壤的温度与即将到来的冬天的气候情况是有联系的。科学研究已证实 其它一些植物也能够提供预测天气的线索。全世界有7000多家气象观测站。除此之外，在运输船和飞机上还有成千上万的人定期收集天气方面的数据。在许多传说中，动物能够预测天气情况。科学研究证明大部分传说并不准确。例如：有人说如果即将冬天会特别冷的话，一些动物就会长出超厚的毛。这种说法并不正确。黑尾鹿就是一种由于不能

2、在需要时，长出超厚的毛而常常被冻死的动物。“千帕”和“摄氏度”两个单位是以从事气象研究的两位欧洲科学先驱的姓氏命名的。他们是瑞典天文学家安德斯，塞尔歇斯和法国科学家、哲学家布雷斯，帕斯卡。n 如果科学家学会了控制天气，世界会变成什么样子？n 这意味着什么？n 人类控制天气会影响自然的平衡吗？n 我们该怎样决定下雨或晴天的时间和地点呢？n 控制天气是否有任何军事或政治意义？n 如果这一知识落入了无能的人的手中，会怎样？从长远角度出发，控制天气是有利还是有弊？数一下一只栖息在树上的知了（可以在茂密的灌木和2米或更高的树上找到；它在每天的傍晚鸣叫）在八秒钟内鸣叫的次数。它鸣叫的次数加上四，就得到了以摄氏度为单位的气温度数。几乎每次所得到的结果与真实值间的差异在1摄氏度之内。随着空气湿度的升高，知了鸣叫的频率也会加快。活动一：倒空气空气是由氮（约80%）和氧（月20%）以及其它少量水蒸气、氩和二氧化碳组成的混合物。空气的特性对天气的变化起着主要作用。空气占据一定空间，具有重量和压力。下面试着在水下“倒”空气材料：两个透明的玻璃杯；一个大容器或盛满水的水槽步骤：1. 把一个玻璃杯倒过来，直立着按

3、入水中，杯中仍充满空气吗？2. 用另一只手把另一个杯子斜着放入水中，使杯子灌满水。3. 把两个杯子移到一起，倾斜第一个杯子，使它里面的气泡飘到第二个杯子里。第一个和第二个杯子各会发生什么现象？4. 你能把所有的空气都从第一个杯子转移到第二个杯子中吗？会有多少空气溢出？是什么增加了“倒”空气的难度？话题：空气要想证明空气的存在，可以转圈摇晃一个塑料袋，然后把袋口封上，袋子中明显有东西，那就是空气！在这项活动中，你不但可以真正的“看“到空气。还可以控制它。首先把第一只杯子放入水底时，杯子充满了空气，水无法进入杯子中去，当把杯子倾斜时，气泡就会从杯子中溢出，而水则占据了原来空气的位置。由于空气要比水轻许多，所以从第一个杯子中溢出的气泡很有可能会进入第二只杯子，而第二只杯子中的水则会被气泡挤出去。活动二：空气占据的空间空气占据着看起来是空荡着的空间，可以把一张纸或一条毛巾放到水下，却使它不湿。材料：一只透明的玻璃杯；纸（如信纸）；大容器或盛满水的水槽。任选水桶；比水桶直径长的木棍；毛巾；浴盆；池塘或装满水的大水槽。步骤：1. 把一张纸揉皱后，塞入一直玻璃杯的底部2. 把 玻璃杯倒过来，垂直按入

4、水底，纸会湿吗？为什么不湿呢？如果你把杯口朝上，把杯子放入水中，会出现什么情况？3. 变化：你能用一根小棍，把一条手巾卡入水桶里，然后做与上面相同的活动吗？话题：空气空气占据着空间，也就是说其它东西不能同时占据它的空间。许多气候现象就是由于两大团温度、压力和湿度不同的空气为争夺大气层的同一空间而产生的。在这个活动里，空气占据了杯子的空间，它的作用就像是水和纸之间一堵看不见的墙一样。活动三：空气有重量充满空气的气球和被戳破的气球重量一样吗？空气可能看起来什么也没有，但实际上它是有重量的。材料：两只相同的气球；测量尺；胶带；绳子；锐利的物体。步骤：1. 把两只气球吹大到相同的体积2. 将气球分别粘在量尺的两端3. 将绳子的一端系在量尺的中央，握住绳子的另一端（或把它绑在或粘在木棒上吊起），使量尺处于水平状态，两只气球保持平衡。4. 如果把一只气球戳破，会产生什么现象？气球仍会保持平衡吗？为什么呢？5. 把一只气球戳破，量尺粘有被戳破气球的一端会升高，吹起的气球里有空气，使它要比戳破的气球重。如果你称量房子里一个房间内所有空气的重量，会有70公斤重，这相当于成人的重量。话题：空气；测量。空气

5、的重量主要取决于温度。空气的温度越高，分子之间的距离就越大，因此重量就越小，许多气候现象是由于暖轻空气上升和冷空气下降引起的，前者经常会形成云，而后都通常会使云层散开。活动四：空气的压力通过纸条向内合拢，杯子“粘”在气球上，水不从倒置的杯子中流出来等现象，来研究空气的压力。材料：纸；剪刀；汽球；纸的、塑料的或泡沫的杯子；玻璃杯；一块纸板或硬纸片（约15厘米*15厘米）；水。步骤：纸条；剪两个22厘米*3厘米的纸条，每手拿一张纸条，使其相对地放到嘴前，纸条间距约12厘米。向两个纸条间平缓地吹气，会出现什么想象？为什么会这样呢？气球和杯子：把一个气球吹到其最大体积的1/3大。拿两个纸的、塑料的或泡沫的杯子粘到气球上，然后继续把气球吹大，你能往一个气球上粘多少个杯子？颠倒的玻璃杯：把一盒水杯的约3/4倒满水。把杯子的边缘润湿，在上面放一块纸杯。压住纸杯，使其紧粘杯口（注意不要让纸板和杯子之间产生气泡），再把杯子倒过来，轻轻松开压纸板的手，要试几次才能使水杯不流出来？如果把杯子倾斜，会发生什么情况呢？话题：空气；飞行。空气的压力对天气变化有很大影像，气压时常发生轻微、暂时的变化。例如；当某一地

6、区的气温下降时，空气分子便会聚集到一块，是当地的气压升高；当气温回升时，空气分子便散开，气压又会降低，这些细微的变化通常不会使天气发生大的改变。由大的低、高气压区的运动而引起的大的气压的变化，则会使晴天变成雨天。在纸条实验中，向两张纸条见吹气会降低它们中间的气压（流动的空气比静止的空气气压低），周围的高气压会使纸片向一起合拢。在气球与杯子的活动中，杯外气压比杯内的气压高，因此杯子被“推到：气球上，并能“粘住”。在颠倒的杯子活动中，水不流出杯子是因为外面空气对纸杯施加的压力比水对纸杯施加的压力大。活动五：空气的运动暧空气作上升运动，空气也从高气压区向低气压区移动。空气的运动就形成凤，利用流动的空气来给充气认后对气流进行测试。材料：塑料瓶；气球；水桶或洗涤槽；热水；厚度不同的纸张；剪刀；线步骤：1. 充气球：把塑料瓶放入冰箱中，使其冷下来。将一气球吹起，再放掉气，使其松弛，把气球套在塑料瓶口上，把气球和塑料瓶放人装满热水的桶或洗涤池中。看看气球发生了什么变化？为什么？然后把气球和塑料瓶放入冰箱中，又发生了什么变化？为什么？2. 测气螺旋：剪一个直径为1015厘米的圆形纸片，在中心处打一个眼

7、，如图所示，将纸片剪成螺旋，把线打个结，用其将纸螺旋悬起。利用测气螺旋找出上升暧气流，若俯视该螺旋，则当在顺时针旋转时 表明有上升气流，将测气螺旋拎到合适的地方不动，观察30秒。找到下降气流了吗？将螺旋悬于已经亮了一段时间灯的地方，过一会儿看看有没有下降气流（当螺旋逆时针方向转时，表明有下降气）？将螺旋悬于靠近地面处，然后尽可能将其提高。比较两种条件下，螺旋旋转的情况，用厚薄不同的纸及圈数不同的螺旋依次实验，找出测气螺旋的最佳设计方案。话题：空气，物质的状态。空气分子发热，运动速度就会加快，空气就会膨胀（占据更大空间）。在“充气球”的实验中，热水使瓶中空气受热、膨胀，移动到气球中，结果气球就膨胀起来。瓶中空气遇冷，气球就缩小了。由于空气在封闭容器中膨胀时，气压升高（在大气中，空气不受限制，因此膨胀时，分子间距增大，造成低气压）。空气从高气压处移向低气压处。例如，空气从气球中冲出，是由于气球内的气压比气球外的气压更高，运动着的空气，就是风。两地气压差越大，风就越强。热空气上升冷空气下降，当受热空气（如由于与温度越高的地面接触）上升时，就产生了上升气流。冷空气（如：空气在低温高空处冷却）下

8、降，就产生下沉气流，测气螺旋能帮我们测出周围的气流。地区间存在温差的空气大范围内的运动，是天气形成的一个重要因素，在某一地域，气流也会因地点及一天中时间的不同而发生变化。 活动六：风 轮风本身也许是看不见的，但它做的事，却是能看到的。这个旋转纸盒能够使凤“显形”，很好玩的！材料：纸盘若干；剪刀。任选胶水或胶带。步骤：1如图所示，将纸盘的中间部分分割成八个等大的三角形。2将这些三角形纸片交替向上，向下折出。3有风时，风轮实验效果最好。将它放于一块平地上，滚动，把手指弄湿举在空气中， 迅速判断出风向：手指的一部分会觉得凉喳喳的， 那是由于气流运动，蒸发加快的缘故， 也就表明风是从那个方向吹来的。例如，如果手指朝西的一面觉得凉，那就是西风（即西来东往的风）。依次使风轮顺风、逆风滚动， 哪种情况下， 风轮跑得快？哪种槽况下更容易追上风轮？你能使风轮笔直地明某人滚去吗？4、变化：将两个纸盘用胶水或胶带面对面粘到一起（不是把一个粘到另一个里面），然后按照前面的步骤进行实验，哪一种风轮实验效果更好？为什么？话题：空气；大气状况。风轮的实验效果好，是因为三角形纸片增大了纸盘与风垂直接触的面积，风就能更

9、有效地推动风轮，天气会随着风而发生变化，变化实质上是由风吹来的方向决定的，因此风向是天气预测中的一个极其重要的因素。风是由其吹来的方向命名的，例如；从北吹向南的风，叫北风。全球可分为六个规则分布的季风带。例如，“信风”（在赤道附近）总是吹向赤道；信风带的天气随着信风由东向西的运动而发生变化。“西风”（位于北半球；吹过加拿大的大部分地区和美国），是由赤道处吹来的，西风带的天气随着西风由西向东的运动而变化。规则分布的风带的产生和形成取决于两个因素：第一，地球本身就是旋转着的，因此“拉动”空气随之运动；第二，热带的暖空气和极地冰帽处的冷空气总是在不断地进行着交换。 活动七：电闪，雷鸣！根据电闪和电鸣的时间差，我们可以推算出暴雨距离故们有多远。材料：无。步骤：1、一看到闪电，马上开始以秒计时（如；数一个棒棒糖， 两个棒棒糖，三个棒棒糖，）直到听到雷声为止。2、每三秒表明暴雨中心有一千米远（如果声速为340米秒，那么3秒内，声音能传播1千米）。要想判断出暴雨的远近，可以算出电闪与雷鸣之间的时间差，然后再除以3（例如。时间差为6秒，除以3得2，即暴雨在2千米之外）。3要想判断暴雨是在向我们靠近还是离我们远去，可以通过连续的电闪和雷鸣来估测暴雨与我们的距离。如果距离不断增大，我们就知道暴雨正离我们远去。闪电是由静电引起的。当两个区域之间的正负电行不断增长时，便会产生电火花（例如，一个云区和另一个云区之间，以及某一云区与地面之间），这些火花就和你在地毯上来回摩擦后碰金属门把时产生的火花一样。首先，电击可能会来回进行好几次，但看起来就像只产生了一次闪电，并且一切都在不足一秒钟内完成。初次电击的速度可达 2600千米秒，而往复电击的速度可达 140 000千米秒。多数闪电的核心部分只有手指粗细。但是就是这样

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