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模拟地震
 
【探究缘由】
2004年12月26日的印度洋海域地震并引发的海啸,让全世界为之震惊。面对这样的自然灾害,人类的力量实在渺小。人地关系的和谐发展是我们追求的目标,先让我们进行一次地震模拟实验吧!
【活动目的】
地震是一种常见的、突发的自然灾害。在学习有关专题后,我们用实验模拟地震,以正确理解震级和烈度的关系,强化学生防灾减灾自我救护的意识。
【知识整合】
结合物理学中有关机械波的知识。
【活动准备】
地震模拟实验所需的基本材料有:一个高大中空的讲台、一把榔头、一堆木制积木、一堆乐高(有咬合口)积木等。
【活动过程】
1.在讲台上用普通的木制积木搭建一建筑物(表示建筑物抗震性能一般),榔头敲击讲台四周,模拟地震的发生。
2.改变敲击力度,模拟震级升高,烈度加大,建筑物毁坏。
3.改变震中距、震源深浅等地震要素,烈度随之改变。
4.在讲台上用普通的木制积木搭建两个不同结构的建筑物,使之位于不同位置(如一位于桌角,另一位于桌中央),敲击讲台,观察结果。
5.采用乐高积木(表示建筑物抗震性能良好)继续重复上述步骤,模拟实验。(填写表格略)
【分析结论】
改变震级、震中距、震源深浅、地质构造、地貌特点、地面建筑物的结构等要素,可理解地震、烈度与灾度的区别与联系,即每次地震只有一个震级,却有不同的烈度。
【拓展建议】
1.能否设计出更精准的实验敲击力度,使实验更具有可观测性和比较性。
2.能否将两种积木结合,尝试搭建框架结构或钢筋混凝土结构建筑物,继续实验。
【知识链接】震级•烈度•灾度
一个地方发生了地震,它的强度有多大?破坏程度如何?灾损如何?这一切,都需要有一个衡量和界定的标准。这个标准,就是“震级”“烈度”和“灾度”。
“震级”指的是地震的强度,它跟地震释放的能量有关。一次地震,只有一个震级。释放能量相同的地震,它们的震级相同。释放的能量越大,震级也越大。
震级是根据台、站地震图上记录的最大振幅的地动位移及与之相应的周期,并考虑到地震波按震中距离而产生的衰减,按一定公式计算出来的。地震与所释放的地震波能量有固定的函数关系。震级每增大1级,其释放能量约增30~32倍。按震级定义和计算公式,震级没有上限。不过,到目前为止,世界上有记录可查的最大地震,是1933年3月2日的日本大地震和1960年5月22日的智利大地震,其震级为8.9级。
“烈度”是用来反映地震中地面受到的影响和破坏程度的一个概念。是用以表达地震强度的一种方式,是衡量地震在一定地域产生或可能造成的破坏程度的一种“尺度”。
烈度的大小,主要是根据在一定地点地震对地面建筑物和地形的破坏程度,以及人的直觉反应等等来界定的。我国和世界上多数国家都把地震烈度划为12度:1度最轻,12度最强烈。
●小于3度:人无感受,仅仪器能记录到;
●3度:夜深人静时人有感受;
●4~5度:睡觉的人惊醒,吊灯摆动;
●6度:器皿倾倒、房屋轻微损坏;
●6~8度:房屋破坏,地面裂缝;
●9~10度:房倒屋塌,地面破坏严重;
●10~12度:毁灭性的破坏。
一次地震,震级只能是一个,但烈度则会因地而异。因为烈度不仅与震级的强弱有关,而且还与震源的深浅、距离震中的远近,以及地震波通过地段的“介质条件”等有关。
一般地说,如果震级相同,震源浅的地震往往要比震源深的地震对地表的破坏程度大,烈度也高。
“灾度”是指地震区所受到的灾害严重程度。不仅包括地表形态和地貌的被扭曲、断裂、陷落和崩塌程度,同时也包括各种建筑物、人员及经济的损害程度。
灾度的大小不仅取决于震级的大小和烈度的高低,而且还与发震区的人口密度和经济发达程度密切相关。此外,与地震发生的时刻(白昼和黑夜),以及防灾救灾的具体措施是否得当等,也有很大的关系。