彭州一中 邢志华
【摘要】地转偏向力由于是高中地理教学中一个比较抽象的概念,很复杂,不仅学生普遍难以理解,而且很少被讲到,经常被人遗忘,但它的存在又很有必要性。本章从定义入手,联系实验和实际生活经验,让地转偏向力的教学更加的形象生动。
【关键词】地理教学;地转偏向力;定义;实验;生活现象
在高中地理教学中,地转偏向力是教学中的一个难点,理解起来很吃力。就我个人的观点,首先应讲清地转偏向力的定义,然后搭配相关的实验和实际生活现象,使学生更好的理解地转偏向力。
1.地转偏向力的定义及其成因
1.1地转偏向力的定义
由于地球自转而产生作用于运动物体的力,称为地转偏向力。它只在物体相对于地面有运动时才产生。因为地转偏向力始终与物体的运动方向相垂直,因此它只能改变
水平运动物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。
1.2地转偏向力的成因
地转偏向力是一个很抽象的概念,对于多数学生而言,沿着经线方向发生偏转的道理比较容易理解,作为中学生,这些就已经足够了,沿着纬线方向运动的偏转情况会利用其结论就行了。
物体为保持水平惯性运动,经纬网因随地球自转而产生相对加速度。地转偏向力在北半球使物体向右偏,在
南半球则都向左,当然这些向右向左都是相对于前进方向来说的,下面北半球为例解释地转偏向力的成因。
(1)由于地球自转角速度处处相等(除南北两个极点),当物体从北向南运动时,南边的纬圈大,所以线速度大,所以在北边的时候具有的一个小的线速度与南边的线速度相比就显的慢了,所以其就由于惯性表现出往右偏。向北也一样,由快的地方到慢的地方,速度‘超前’了,前进方向上也就向右偏了。
(2)沿纬线向东西方向飞,这时候由于重力的方向指向地心,而纬圈转的方向指向的圆心并不是地心,所以由于这个角度,向心力不能完全抵消你围着纬线的圆心转的那个离心力,所以一综合,也会往右偏。
(3)赤道不受地转偏向力正是因为地心正好就是纬圈旋转的圆心,二者重合了,正好重力可以抵消掉向外的力。最后,南北两极地转偏向力最大。
2.实验证明地球自转偏向力的存在
摆动可以看作一种往复的直线运动,在地球上的摆动会受到地球自转的影响。只要摆面方向与地球自转的角速度方向存在一定的夹角,摆面就会受到科里奥利力的影响,而产生一个与地球自转方向相反的扭矩,从而使得摆面发生转动。1851年法国物理学家傅科预言了这种现象的存在,并且以实验证明了这种现象,他用一根长67米的钢丝绳和一枚27千克的金属球组成一个单摆,在摆垂下镶嵌了一个指针,将这个巨大的单摆悬挂在教堂穹顶之上,实验证实了在北半球摆面会缓缓向右旋转。
05年广东出了一道考题,而它的整个过程,就是一个很好的证明地转偏向力存在的实验。确实很好,所以在此,我将它借鉴过来。首先选用有轴的球状物,如地球仪、塑料球,撑开的雨伞等;墨水等。 接着将球状物的虚拟北极点向上,在球状物上滴适量的墨水;然后正确模拟地球自转方向,自西向东旋转;观察并描述墨水流淌痕迹偏转的方向。结果可以很明显的看到墨水相对向右发生了偏转。
3.联系实际生活理解地转偏向力
沿地表水平运动的物体在地转偏向力的作用下运动方向发生了偏移,使许多自然现象都受其影响,同时也影响着人类的生产和生活,以北半球为例:(1)如河流,一刻不停流淌了千百年的河流,在地转偏向力的作用下河水总是倾向于向右偏,于是河流的右岸总是被冲刷的,而左岸由于没那么多河水冲向它,流速较慢,所以经常有沙石堆积。 在中国地形图上可以明显的看到长江的左岸是华北平原而右岸是江南丘陵。 在南美洲地形图上可以看一下亚马逊河,在它的左岸是圭亚那高原,而右岸则是亚马逊平原。这两条河分别来自不同半球,而平原分布情况却恰恰相反,而这也只是其中的例子,这难道会是巧合吗,如果不是巧合那又会是什么呢? 答案就是地转偏向力。(2)车辆和行人靠右行。不是所有的国家或地区的车辆和行人都靠右行,但靠右行是最为合理的。北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏,都偏向路边,路边是司机开车注意力的集中点,司机会不断调整方向来保证行车安全。车辆靠右行导致人也靠右行,这样更安全些。由于长期习惯,所以人们无论在哪里行走都喜欢右行。(3)跑道上逆时针跑行。在跑道上跑行,人们总喜欢沿逆时针方向。人逆时针方向跑,在弯道处。地转偏向力向外,身体倾斜产生一个向内的向心力,二力方向相反,更易平衡,过弯道处不易跌倒。人如果是顺时针方向跑,也正好在弯道处,地转偏向力和身体倾斜产生一个向内的向心力方向相同,不易平衡,过弯道处易跌倒。人类的发源地都在北半球,人们长期受地转偏向力的影响形成了这一习惯,所以哪怕到了南半球,人们还是习惯于这样的行为。(4)其它的常见实例,比如说铁路,每天都有成百上千吨重量的火车在上面沿着同一个方向以一百来公里一小时的速度飞驰着,这样日积月累也会产生磨损。而人们发现在北半球,右轨磨损得总是比左轨要厉害那么一点点,原因就是火车在行走的时候会受到向右的科里奥利力的作用,这样的话右轨要承担的压力就比左轨要大那么一点,于是磨损当然也就更厉害了。
参考文献:
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