乾貨集:22個地理小實驗讓你牢記知識點

達芬奇有句名言:“實驗是科學知識的來源,智慧是實驗的女兒。”但調查發現,絕大部分教師和學生只做過1—2次地理實驗,從未“做”過實驗的比例也不在少數。

基於此,我將“看來”的實驗收集如下,與老師同學們共享,具體的實用性、有效性、可操作性,也希望老師同學們可以進一步驗證。

1、證明熱力環流的存在

器材:長方形的玻璃缸(長100釐米左右,寬30左右,高40釐米左右)、膠合板或塑料薄膜、一盆熱水、一盆冰塊、一束香、火柴等。

實驗步驟

①將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端;

②用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴;

③在膠合板或塑料薄膜的一側(裝冰塊的盆上方)開一個小洞;

④將一束香點燃,放進小洞內。學生觀察煙霧在玻璃缸內是如何飄動的,能否發現什麼規律?由實驗可以得出什麼樣的結論?

2、季風成因的實驗

關閉門窗,點燃兩根衛生香,使衛生香的煙垂直向上(不受室外氣流的影響)。在衛生香的等距離左右兩側分別放一隻1000W的電爐、一面盆冰塊。將電爐通電5分鐘後,讓學生觀察衛生香菸的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置,觀察煙的飄移方向。

在這個實驗中,電爐上方空氣加熱,氣壓降低;冰塊上方空氣冷卻,氣壓升高。衛生香的煙總是飄向電爐上方,說明高低氣壓的“季節”轉換,產生了季風。

3、驗證海陸風的存在

實驗器材:煤氣爐、輕軟的紙巾、一盆冰水

實驗步驟

①打開煤氣爐,把手伸在爐火的上方,感受空氣的溫度。

②拿輕軟的紙巾在爐火旁邊不同的位置,觀察紙巾的飄動方向。

③將一盆冰水放置爐火旁邊,輕軟的紙巾放於爐火和盆之間,觀察紙巾飄動的角度和步驟②有何差異?

實驗結果:手放在燃燒的煤爐上方,很快感覺到發熱、發燙。紙巾無論在爐火旁邊的什麼位置,都會向爐火方向飄動。加放一盆冰水後,紙巾飄動的角度變大。

4、模擬大氣溫室效應

實驗器材:2只玻璃盤,1個較大的白色礦泉水瓶,2支溫度計,少許土壤,1把剪刀,手錶。

實驗步驟

①在兩個玻璃盤中分別放入少許土壤;用剪刀將一白色塑料瓶攔腰剪斷,然後,將塑料瓶倒扣在一隻玻璃盤中,製成“微型溫室”。

②在“微型溫室”頂部鑽一個小孔,插入溫度計;在另一盤中放置一支同樣的溫度計。

③將兩個玻璃盤放置在陽光下,每隔1小時觀察一次溫度計,並記下兩支溫度計顯示的溫度,進行比較。

5、海陸熱力差異

實驗步驟:取兩個燒杯,一杯放水,一杯放等量的細砂,在兩個燒杯中均插入一支溫度計。把兩個燒杯同時放在太陽底下曬一定時間後,讀出溫度計的示數。再把兩個燒杯移入室內,過一定時間後,再觀察溫度計示數的變化。

收集整理數據:在陽光下曬30分後,當時細砂的溫度為45℃,水的溫度為37℃,移到室內10分鐘後,細砂的溫度為31℃,而水的溫度為35℃。水溫度變化是2℃,而細砂的溫度變化是14℃。

結論:水的溫度變化比細紗要小,說明海洋升溫慢降溫也慢。

交流合作:引起溫度變化不同的原因是水和細砂的比熱不同。水的比熱大,而砂石的比熱小,吸收相同熱量的情況下,水溫度升高的就比較小,而細砂升高的就比較多。

6、常見的天氣系統課前觀察實驗

打開冰箱門,感受門上方冷,還是門下方冷。說明冷氣團與暖氣團相遇時,冷氣團在下方暖氣團在上方;

在一透明的廣口玻璃瓶內燃燒紙條,當瓶內充滿煙霧後,蓋上瓶蓋,放進冰箱,過十分鐘後取出瓶子,發現煙霧沉在瓶子下部,倒立瓶子,煙霧從瓶口流出,說明空氣受冷下沉(形成高壓)。

7、低壓(氣旋)與高壓(反氣旋)

實驗步驟

①把兩隻氣球吹成蘋果大小,用長約30釐米的絲線紮緊口子;

②用透明膠把兩條絲線粘在教鞭上,兩隻氣球相隔約8釐米;

③平舉起教鞭,讓氣球離實驗者的臉部約8釐米;

④向兩隻的中間吹氣。

實驗結果:兩隻氣球相互靠攏。

分析得知:氣球靠攏是由於中心部分的空氣上升、形成低氣壓的緣故。難點不攻自破!

8、大氣對太陽輻射有削弱作用,對地表有保溫作用

實驗用材:燒杯2個 、沙土、溫度計2根、鐵架、保鮮膜、檯燈

設計原因:大氣對太陽輻射的削弱作用和對地表具有保溫作用,而這個過程是一個宏觀的、不可見的能量交換過程,缺乏感性認識。

實驗過程:通過對兩個燒杯在燈光照射前後溫度變化,引導學生探究實驗,分析實驗,得出實驗結論,探究保鮮膜在整個過程中所起的作用,驗證大氣對杯內有保溫作用。

9、晝半球、夜半球和晝夜交替現象

實驗器材:一隻不透明的小球如乒乓球等球狀物表示地球;一隻發光的燈泡表示太陽。

實驗步驟:①將發亮的燈泡對著不透明的小球,可見只有半個球面被照亮;②用筆畫出亮半球與暗半球的分界線(晨昏線);③將小球按地球自轉方向旋轉,則可見亮半球與暗半球在不斷更新。

實驗結論:通過上述實驗,可說明由於地球是一個既不發光又不透明的球體,在同一時間裡,太陽只能照亮地球的一半即晝半球,揹著太陽的半球為夜半球,晝夜半球的分界線叫晨昏線(圈),由於地球在不停地自西向東自轉,從而晝夜半球就不斷地進行交替。

10測算實驗:

學校所在地的地理座標的測定

(1)活動準備

觀測用具:長度為1.5m左右的直杆一根,捲尺一把,石英錶或電子錶一塊(精確度越高越好),三角函數一本,天文年曆一份,白紙和彩色筆若干。如果沒有天文年曆,最好是選擇“兩分兩至日”,從教學進度考慮,應以秋分日為宜,此時δ為特殊值0°。

(2)活動過程

找一塊空曠平地,下面鋪好白紙,把直杆通過白紙並垂直插在平地上,並量出直杆在地面以上的高度h,每隔一定時間測一次直杆影子長度,並記錄此時影子長度及對應時間,並將影子畫在白紙上,測量時間間隔不要太大(5分鐘以內),以免影響測量準確度。

(3)分析和計算

①從紙上或記錄中找出直杆影子最短時(即太陽位於該地上中天時)的影子長度L,利用tаnH=h/L(H為此時正午太陽高度),查函數表得出H的值;

②利用正午太陽高度的計算公式計算該地地理緯度:φ=90°-H+δ,式中δ為該日太陽直射點緯度,式中φ為所求點的地理緯度;

③從記錄中查找出直杆影子最短時,此時的北京時間(t),此時當地地方時為12時,並計算地方時差:Δt=t-12(換算為分鐘)。再計算經度差:Δλ=(Δt/4)°,便可得出地理經度:λ=120°±Δλ,式中加號和減號的取法為東加西減。

若影子長度最小值出現在北京時間12時之後,表示觀測地點在120°以西,取“-”;相反,則取“+”。

該實驗的完成要考慮一定的誤差,重在原理的運用,北半球地理緯度也可以用北極星觀測法簡易求得,還可以利用“副產品”——白紙上的杆影變化,推知該地該日太陽昇落的方位和規律。

11、探索實驗:地球自轉的驗證

實驗步驟:

①用三根木頭搭一個高約2.5m的支架,選擇硬版紙(規格45×40cm),用紙製成一個圓錐體。圓錐體尖留一個小孔,另一端系三根長約2m的細繩,三根細繩須均勻系在紙上,使圓錐體尖端垂直向下,再將繩子系在三角支架上。

②將準備好的沙漏尖端小孔用塞子塞住,裡面裝入彩色沙子,推動沙漏做鐘擺運動,並撥掉圓錐體尖端的塞子讓細沙流出。

③分析沙跡,發現沙漏並不是來回做直線運動,而且近似的扁長的橢圓形運動軌跡,由此可以證明地球自轉的存在。

有條件的學校,可以去野外考察北半球一條河流或一段,會發現左右岸深度不一樣,說明流水經常往一邊偏向,這一邊遭流水侵蝕厲害而深度較大。

12、地轉偏向力

實驗材料:可選用有軸的球狀(面)物,如地球儀、塑料球、撐開的雨傘等;水、清水等。

實驗步驟:

①將球狀(面)物的虛擬北極點向上,在球狀(面)物上滴適量的墨滴(或水滴);

②正確模擬地球自轉方向,進行旋轉;

③觀察並描述墨滴(或水滴)流痕的偏轉方向;

④再將虛擬南極點向上,重複②、③步驟,但旋轉方向與②步驟相反。

實驗結論:通過本實驗,可證明地球表面的物體在做水平運動時,運動方向發生偏轉。在北半球向右偏轉;在南半球向左偏轉。

13、水循環

半碗水,用透明塑料紙把碗密封住,然後把碗放到太陽下面曬一會,就會看到塑料紙下面有水汽,有些水汽還會滴到碗裡。這就是一個微型的海上內循環,如果水汽不是滴到碗裡,而是隨風飄到別的地方,然後凝結滴下來,那就是一個海陸間大循環了。

也可以讓學生回家觀察用電飯鍋煮飯時候,鍋蓋上是否有水汽,是否會滴水。

14、密度流

準備一隻長方形的金魚缸,放入清水,然後在一杯鹽水中加入藍色色素,沿著魚缸邊緣慢慢倒入清水中,只見藍色鹽水沉到缸底,並在底部形成高低起伏的波。這個小實驗證明了密度大的海水會在密度小的海水下面流動。

15、水體富營養化

實驗原理

磷是植物生長的三大營養元素之一,適量的含磷溶液會促進植物的生長,但過量的磷會導致生長速度過快,從而影響水體質量,是造成水體富營養化的一個重要原因。

實驗步驟

①選擇肥嫩適中的水葫蘆,準備有磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水溶液;

②將重量完全相等的水葫蘆分別放入三個小盆中;分別倒入1000毫升的有磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水溶液,使水葫蘆的根部完全浸入溶液中;在三盆水葫蘆的上面分別放上紗布,以防止水分的過快蒸發;

③將泡製好的三盆溶液並排放在窗臺前(室溫約15~25℃),保證每天的光照時間;

④每天觀察水葫蘆的長勢,並進行記錄。5天為一個週期。

得出結論

根據實驗,有磷洗衣粉溶液的水葫蘆長勢明顯好於其他兩種溶液,並且水體的渾濁度也高,從而認識到含磷生活洗滌用品的排放會導致水體富營養化。

16、褶皺和斷層

選兩塊厚約5cm的海綿塊,用不同顏色的彩筆分別在兩塊海綿的剖面上染上不同的顏色(以表示岩石的剖面)。也可以指導學生用書或紙自己折成褶皺的形狀。其中一塊用小刀將其斜向割斷(後面簡稱為海綿2;另一塊簡稱為海綿1)。

講解“褶皺”時,將海綿1平放在講臺上,兩手抓住海綿的兩端,用力向中間擠壓,海綿便鼓起來。可以形象的把褶皺表現出來;講解“斷層”時,將海綿2平放在講臺上,重複以上動作,海綿便出現了斷裂。

17、背斜成谷,向斜成山

1cm×4cm×20cm的“竹片”,每人1片,讓學生先往上折,但是不要折斷,就會發現,往上彎曲的部分尤其是最中間,有很多的毛刺。如果毛刺換成岩層,就很容易被侵蝕。往下彎曲時候,中間就沒有毛刺,相對的,如果是岩層,就不容易被侵蝕了。

18、沉積物分選的實驗

將同樣比例的碎石、粗砂和黏土完全混合,放入一隻玻璃瓶中(不超過容量的一半)。將玻璃瓶用水注滿,蓋上瓶蓋,劇烈振盪,然後讓瓶子平放,使瓶中物質自然沉澱。

讓學生觀察沉澱成分的排列順序,是否是大顆粒在下部,黏土細粒在上部。在這個實驗中,所用材料以及沉積過程與自然過程基本一樣,只是縮小了規模,放在玻璃瓶裡進行的。

19、風的搬運作用

碎屑物質包括乾土、細沙、礫石、溼沙、溼泥,將其分別放在五個平紙盤中,用吹風機或者電風扇對著每一個盤子吹風(保持吹風機或電風扇與每一個盤子距離相等)。觀察並記錄實驗的變化過程。然後改變角度,重複以上過程。最後在盤中放幾根鉛筆充當障礙物。再觀察實驗的結果與以上過程有什麼不同。

在這個實驗過程中,所有物質都是自然界中的實物,只是規模較小。學生可以一目瞭然的觀察風的搬運作用。

20、水土流失

A組:用光滑斜面代表山坡,斜面上敷以一薄層粘土(約2釐米厚)代表植被不良的山坡;

B組:同A組外,在粘土上覆蓋一層棉質毛巾或沙布表示上覆植被良好。

請兩位同學同時用霧化噴頭向上述A、B組灑水模擬大氣降水,指導學生觀察哪一組的水更快流出,哪一組的粘土更快被沖刷乾淨。

21、火山噴發

分三組:

實驗1:在A、B兩個U形試管中裝進濃度不同的土豆泥,分別從每個U形試管的一個口中放進少許蘇打粉,然後加水,並用手指堵住試管口,土豆泥便從另一個口中溢出。注意濃的形成柱狀,而稀的直接從試管口溢出。

實驗2:把融化了的蠟分別倒進熱水和冷水杯中,熱水中的蠟仍是液體,而冷水中的蠟則凝結起來。

實驗3:在瓶中裝滿細小的玉米粉,底部插入管子,用力吹,玉米粉從瓶口噴出;在瓶口的木板上就會形成山狀。

實驗做完後,各小組分別討論,得出結論。

總結結論

第1組結論:(1)實驗演示了岩漿噴發的過程;(2)根據岩漿濃度不同,可形成不同形狀的火山。

第2組結論:實驗演示了火山岩漿遇冷凝固的過程

第3組結論:從實驗可以瞭解火山的形成過程。

22、等高線地形圖的判讀

每個學生準備好一張比較硬的紙,並且帶有寬度相同的平行線,先把紙垂直平行線對摺,再把紙立在桌面上,凸面朝上,大約與桌面成80—90度的角,讓學生站立,從上垂直往下看,觀察平行線的彎曲凸出方向,並進行規律總結,即等高線向低海拔彎曲突出為山脊;

然後再把紙翻過來,凹面朝上,大約與桌面成80—90度的角,從上垂直往下看,觀察平行線的彎曲凸出方向,並進行規律總結,即等高線向高海拔彎曲突出為山谷。


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