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浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响
浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

摘要:分析了科里奥利力的产生原理,并给出其计算公式。举例说明了科里奥利力在自然界及人类生活中的影响。并与地质学专业相联系,说明科里奥利力在地质

作用中可能的影响。旨在引导人们了解科里奥利力,从而更好地将其应用到实

际的生活生产中去,并继续研究探索,发现更多的奥秘。

关键词:科里奥利力、惯性力、偏转

0 引言

地球是一个转动的参照系,在地球表面或内部以某一速度运动的物体,如果其运动

方向与地轴转动方向不平行,则会受到科里奥利力(简称“科氏力”)的作用。科里奥利力在自然界以及人们的生活中都有着重要的影响以及应用。了解其原理有助于我们更好地利用它或减小它带来的不利影响。

1 原理分析

科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性,在旋

转体系中进行直线运动的质点,由于惯性,有沿着原

有运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋

转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的

位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果

以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。

运动物体在转动体系中受到的科里奥利力为:(示意图

如右)

其中为物体的质量,为小球相对于转动系的速度,为转盘旋转的角速度。

由于地球的旋转,在北半球物体运动会受到向右的科里奥利力,而在南半球则向左。

2 应用

不论是在自然界、生活中、或在军事等领域,科里奥利力在很多方面都扮演者重要的角色。

在自然界中:气流涡旋的形成便是空气在向气压中心运动时受到科里奥利力的作用偏离了直线运动轨迹,从而旋转着向低压中心运动,形成了涡旋。而在南北半球,由于受到科里奥利力作用方向不同,北半球是逆时针的,南半球则相反。在北半球河流由于受到科里奥利力的作用也会对右岸产生更强的侵蚀作用。

在生活中:由于科里奥利力的影响,北半球的双轨铁路由于右侧受到更大的压力,导致右轨的磨损程度明显大于左轨。同样,傅科摆也可以用科里奥利力来解释:傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现。在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动。在南半球则与之相反。

在军事中:由于竖直方向上的运动也会受到科里奥利力的作用,自由落体的物体落地点会偏东,而竖直上抛的物体则会偏西。因此在炮弹的投掷或发射中应当考虑到这一因素的影响。

次外,在地质构造运动中,科里奥利力也是有着一定影响的。例如:据前人研究,在断层错动中会产生科里奥利应力。而对于断层错动产生的科里奥利法向应力是否会影响到主震地震矩的释放,目前并没有定论。因此这也需要我们这些后继者继续努力,去做进一步的研究,发现更多的科学奥秘。

当然,科里奥利力对我们的影响并不仅仅局限于此,在更广阔的领域我们都能看到它的作用。也还有很多人们还不知道的需要我们不断探索研究,取得更多的发现。

3 结论

科里奥利力是一种在旋转参考系中的惯性力。它在我们的生活中无处不在,对我们的生活生产有着深远的影响。它的存在使得我们在很多方面都要去考虑它的作用。了解其作用原理将有利于我们更好地将其利用到实际的生活生产中。

参考文献:

[1] 吴新华,李宏伟.浅谈科里奥利力的影响及应用.河北北方学院学报(自然科学

版).2008,24(1):36-38.

[2] 徐水源.科里奥利力对竖直上抛物体运动的影响.黄石教育学院报.2004,21(4):67-71.

[3] 盛书中,万永革,田力.科里奥利力对断层作用的统计研究.中国地震.2009,25(3):256-264.

[4] 龙思胜.第二科里奥利力.地壳形变与地震.1999,19(4):86-87.

浅论科里奥利力与漩涡方向的关系

浅论科里奥利力与漩涡方向的关系 谷俊青PB05000805 如果大家把澡盆放满水后拔去塞子,仔细观察一下,也许会因为见到的结果各不相同而议论纷纷。但是在北半球,一般较多的是向左旋的情况。实际上,在水流出来的时候确实有一股想使它向左旋转的倾向或影响力,总之,在北半球,所有的澡盆里都存在着具有这样作用的自然力。(20世纪40年代科学家卡皮罗在每次实验后,把污水倒入水槽时发现在漏水口处形成的旋涡总按固定的方向旋转,这个现象引起了他的注意。于是在水流下时他故意用手指向相反方向搅动,但手离开后旋涡又恢复原来的旋转方向。这是否与漏水口的形状有关?于是他做了许多不同形状的漏水口,但试验结果总是相同。他对此困惑不解,于是他到世界各地去做同样的试验,使他大为惊奇的是在南半球水流漩涡的方向与北半球刚好相反,在北半球是逆时针的而在南半球是顺时针的,在赤道附近两种情况几乎各有一半。卡皮罗喜出望外,他终于找到了结论,在原漩涡的方向与在地球上所处位置有关。后来人们把这种现象称为卡皮罗现象。) 很容易的,我们想到了科里奥利力。地球的自转使得在北半球上的物体均受到它的向右作用,由于它的存在,北半球火车由南向北快速行驶时右边轨道上所受的压力要大些,由南向北的河流东岸受冲刷较厉害,而南半球恰恰相反。这些现象都可用科里奥利力来解释。 不妨设在地球的北半部存在一个盛满温度均匀的水(可以看作其不受热对流的影响)的较大容器,水处于对地球相对静止的状态,空气流动及其它干扰因素均忽略不计:取一小段离塞子(容器下部)最近的一小段水柱,可视其为质点。当塞子拔掉的瞬间,这段小水柱由于受液体压强的作用,从而有向下运动的趋势。 F分=mgcosθ; 从而北半球的物体受到向右的偏向力 该水柱受到与斜线方向垂直向右的偏向力:F偏=mrv*ω(此时v很小,接近于0);

大学物理演示实验报告

实验一锥体上滚 【实验目的】: 1.通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象,使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心,趋于稳定的运动规律。 2.说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势,同时说明物体势能和动能的相互转换。 【实验仪器】:锥体上滚演示仪 图1,锥体上滚演示仪 【实验原理】: 能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。【实验步骤】: 1.将双锥体置于导轨的高端,双锥体并不下滚;

2.将双锥体置于导轨的低端,松手后双锥体向高端滚去; 3.重复第2步操作,仔细观察双锥体上滚的情况。 【注意事项】: 1.移动锥体时要轻拿轻放,切勿将锥体掉落在地上。 2.锥体启动时位置要正,防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

实验二陀螺进动 【实验目的】: 演示旋转刚体(车轮)在外力矩作用下的进动。 【实验仪器】:陀螺进动仪 图2陀螺进动仪 【实验原理】: 陀螺转动起来具有角动量L,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r ×mg)作用,根据角动量原理, 其方向也垂直纸面向里。

下一时刻的角动量L+△L向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。 【实验步骤】: 用力使陀螺快速转动,将其倾斜放在支架上,放手后陀螺不仅绕其自转轴转动,而且自转轴还会绕支架旋转。这就是进动现象。 【注意事项】: 注意保护陀螺,快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。 实验三弹性碰撞仪 【实验目的】: 1. 演示等质量球的弹性碰撞过程,加深对动量原理的理解。 2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。 3. 使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。 【实验仪器】:弹性碰撞仪 图3,弹性碰撞仪

浅谈植物与人类生活

浅谈植物与人类生活 【摘要】 地球上有种类众多的植物,其中包括菌类、藻类、蕨类等丰富的植物种类构成了供生物生存的生态基础。从任何方面来说,植物的地位和作用都是不能取代和复制的。随着科技和经济的发展,人类的生活有了质的提高,植物与人类的关系也是联系的越来越紧密,随处可见的观赏植物,各种新品种的绿色植物以及植物带来的经济效应都是植物与人类紧密生活的体现。所以在此形势下,人类更应该深刻认识植物与人类生活的关系,从而促使人类与环境和谐共存。本文从美化、经济效应、生态作用三个方面解析植物与人类生活的关系。【关键词】美化经济效应生态作用 【正文】 一 、植物美化人类生活 生活中随处可见的都是各色各样的植物,许许多多的植物都能给人以赏心悦目的感觉,我称此类植物为观赏植物。这类植物用自身独具特色的色彩、形态、气味时时刻刻的美化着人们的生活,人类也因随处可见的美丽景色享受生活。 植物的色彩美。色彩是观赏植物极为重要的组成部分。人们看到一种花卉的色彩时,往往会联想到与其有关的一些事物,影响人的情感和情绪。植物的色彩美主要表现在花的色彩、叶的色彩和枝干色彩。花的色彩是极其丰富而又富于变化的。不仅不同的花卉种类具有不同色彩,就是同一花卉种内的不同品种其花色也足以构成一个万紫千红的世界。 植物的香味美。花卉的香气可以刺激人的嗅觉,给人以一种无形的美感。不同种类的观赏植物的花香味也不同。如茉莉花的馨香、兰花的幽香、梅花的暗香等。有些花如玫瑰、茉莉、玉兰、桂花等还能制成饮料和食品,给人别具一格的味觉美。 植物的形态美。植物形态的多样性是任何其它经济作物不能相比的,千姿百态,给人以强烈的美感。吊兰,其叶似兰、叶色清翠,别具飞动飘逸之美;文竹,叶色碧绿、枝片重叠、纤秀文雅;松树,挺拔,竹类刚直潇洒。花型,植物中较为丰富的观赏部分。有的花形似仙鹤,有的花形似荷包、有的花形似兔耳等等。叶形,形态千变万化,大的巴西棕高达到20多米。小的叶片仅几毫米。七叶树的叶子为掌形,羊蹄甲的叶子为蹄形等等。果实,形态各异、色彩差别较大。如红果的石榴、柿子等,黄果的银杏、佛手等等。 二 、植物为人类带来的经济效应 随着科技和经济的发展,许多人把注意力转移到植物的经济效应上,通过利用植物自身的特点,大量种植培养,谋求经济效益。最基础的来说,我们吃的粮食和蔬菜来自植物,身上的棉麻衣服来自植物,我们阅读书籍的纸张来自植物。这些都是植物给人类的最简单经济产物。接着对这些经济产物进行加工就能形成各种形形色色的经济产品,满足了人类的需要由此可见植物带来的经济效应超乎想象。 大多数植物均具有生产物质财富,创造经济价值的作用。根、茎、叶、花、果、种子及其所分泌的乳胶、汁液等可以入药、食用或做工业原料用。牡丹、芍药、银杏金银花等均可入药;栗类、银杏等果实的种子富含淀粉,被誉为“铁杆庄稼”。生产者还可通过培育苗木、生产盆栽花木和树桩盆景等获取经济效益。如金发藓属的部分种,即本草中的土马骔,有败热解毒作用;全草能乌发、活血、止血、利大小便。暖地大叶藓对治疗心血管病有较好的疗效。而一些仙鹤藓属,光萼苔、金发藓属等植物的提取液,对金黄色葡萄球菌有较强的抗菌作用,对革兰氏阳性菌有抗菌作用。总之,随着人类对自然界认识的逐步深入,对苔藓植物的研究利用,也将进一步得到发展。当某个地方环境很好、空气质量高时,石头缝中一般会出现苔藓。所以,有苔藓出现的地方,多为环境好的地方。 三 、植物带给人类的生态作用 植物生态作用最具代表性的就是植物的光合作用,通过吸收CO2释放氧气,人类的生

生物多样性对人类生活的影响

题目: 保护物种多样性的重要性 摘要:我们人类是地球母亲的子女之一,千千万万的兄弟姐妹们本应与我们同样的享受地母的爱抚于恩赐,然而随着人类的发展壮大,对地母的掠夺对其他生命的迫害日益加剧。人类的生产活动将其他生命的生活范围与生存资源一次又一次的压榨,尤其是十九世纪以来随着工业革命的发展,动植物的生存面临更加巨大的危机。物种多样性的保护对于维持生态的平衡、促进人类生活的和谐健康发展有重要的意义。多姿的生物环境,多彩的生存空间对于人类的经济和身心文化的发展都有极其重要的意义。为了我们自己和子孙后代的长远我们必须认识到目前物种所面临的问题及其保护物种多样性的重要意义,并且在我们的社会发展过程中做出自己的一点努力。 关键词:生物多样性可持续发展中国特色资源短缺 正文:在西方的神话传说中上帝是在第七日创造的人类,在我们人类被创造之前已经造出了鸟兽虫鱼。虽然说是非科学的神话传说,没有科学的依据基础但是从另一种角度去分析却也不难反映出物种是多样性的,我们人类并不是唯一的一种生物,还有许多各种各样的生物。 1、生物环境现状 1.1生物分类 在生物学的界绸中,依其科学的标准,将除了包括人类在内的世界上这许多各种各样的生物,按照生物学的分类系统,将其划分为七个主要的级别:种、属、科、目、纲、门、界。而这界、门、纲、目、科、属、种的划分单元中,种既物种是其基本单元,而属是近缘的种的总合的归合。而近缘的属又被其归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。 1.2物种多样性所面临的严峻挑战 我们的世界上正因为有了这些许许多多的生物物种的存在,我们的自然界才会变得丰富多彩。但是由于人类的快速发展,许多物种面临着灭绝和已灭绝的危机。下面就让我通过收集到的一些数据来向大家说明这一点。就离我们最近的20世纪来说,仅这短短的一点时间就有大约20多万种的物种从此消失在了地球上。 1.2.1仅二十世纪消失于地球上的动物 昆士兰毛鼻袋熊于1900年灭绝;圣诞岛虎头鼠于1900年灭绝;澳米氏弹鼠于1901年灭绝;南加利福尼亚猫狐于1903年灭绝;纹兔袋鼠(澳洲大陆)于1906年灭绝;亚洲狮于1908年灭

浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响 摘要:分析了科里奥利力的产生原理,并给出其计算公式。举例说明了科里奥利力在自然界及人类生活中的影响。并与地质学专业相联系,说明科里奥利力在地质 作用中可能的影响。旨在引导人们了解科里奥利力,从而更好地将其应用到实 际的生活生产中去,并继续研究探索,发现更多的奥秘。 关键词:科里奥利力、惯性力、偏转 0 引言 地球是一个转动的参照系,在地球表面或内部以某一速度运动的物体,如果其运动 方向与地轴转动方向不平行,则会受到科里奥利力(简称“科氏力”)的作用。科里奥利力在自然界以及人们的生活中都有着重要的影响以及应用。了解其原理有助于我们更好地利用它或减小它带来的不利影响。 1 原理分析 科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性,在旋 转体系中进行直线运动的质点,由于惯性,有沿着原 有运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋 转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的 位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果 以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。 运动物体在转动体系中受到的科里奥利力为:(示意图 如右) 其中为物体的质量,为小球相对于转动系的速度,为转盘旋转的角速度。 由于地球的旋转,在北半球物体运动会受到向右的科里奥利力,而在南半球则向左。 2 应用 不论是在自然界、生活中、或在军事等领域,科里奥利力在很多方面都扮演者重要的角色。 在自然界中:气流涡旋的形成便是空气在向气压中心运动时受到科里奥利力的作用偏离了直线运动轨迹,从而旋转着向低压中心运动,形成了涡旋。而在南北半球,由于受到科里奥利力作用方向不同,北半球是逆时针的,南半球则相反。在北半球河流由于受到科里奥利力的作用也会对右岸产生更强的侵蚀作用。 在生活中:由于科里奥利力的影响,北半球的双轨铁路由于右侧受到更大的压力,导致右轨的磨损程度明显大于左轨。同样,傅科摆也可以用科里奥利力来解释:傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现。在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动。在南半球则与之相反。 在军事中:由于竖直方向上的运动也会受到科里奥利力的作用,自由落体的物体落地点会偏东,而竖直上抛的物体则会偏西。因此在炮弹的投掷或发射中应当考虑到这一因素的影响。 次外,在地质构造运动中,科里奥利力也是有着一定影响的。例如:据前人研究,在断层错动中会产生科里奥利应力。而对于断层错动产生的科里奥利法向应力是否会影响到主震地震矩的释放,目前并没有定论。因此这也需要我们这些后继者继续努力,去做进一步的研究,发现更多的科学奥秘。

物理演示实验

大连海事大学 《物理演示实验》课程教学大纲 Syllabus for INTRODUCTION OF PHYSICAL DEMONSTRATION EXPERIMENT 课程编号新 000000000 原13012200 学时/学分18/1 开课单位物理系考核方式考查 适用专业全校各专业执笔者牟恕德 编写日期 2008年3月 一、本课程的性质与任务 物理学是一门实验科学。所有物理定律的形成和发展都是建立在对客观自然现象的观察和研究的基础上,物理演示实验可以使学生加深对物理教学内容的理解,巩固记忆,激发兴趣,诱导思考,纠正错误观念,能使学生真实感地看到支配物理现象的规律如何起作用,通过对实验现象的观察分析,学习物理实验知识,从理论和实践的结合上加深对物理学原理的理解。 1、培养和提高学生基本的科学实验能力,其中包括: 自学能力:通过自行阅读实验教材和其它资料,能正确概括出实验内容、方法和要求,做好实验前的准备; 动手能力:借助教材《物理演示实验》和仪器说明书,正确调整和使用仪器;安排实验操作顺序,把握主要实验技能,排除实验故障;掌握常规物理实验仪器的使用,掌握科学实验的数据处理方法和科学实验报告的形成,为进一步学习和从事科学实验研究打下坚实的基础。 分析能力:运用所学物理知识,对实验现象和结果进行观察分析判断,得出结论; 表达能力:正确记录和处理实验数据,绘制曲线,正确表达实验结果,撰写合格的实验报告; 2、培养和提高学生科学实验素养:要求学生养成理论联系实际和实事求是的科学作风,严肃认真的工作态度,主动研究的探索精神和创新意识,遵守纪律、遵守操作规程、爱护公共材物、团结协作的优良品德。 物理演示实验是面向全校各年级学生的开放式实验选修课,共18学时;学生可自主安排在计划课表内任何时段来上课。 二、课程简介 《物理演示实验》将日常生活或生产实践中不易观察到的或习以为常而未引起注意的物理现象突出地显示出来,把实际较为复杂的现象,在课堂演示的条件下分解出有意义的部分,从兴趣和提高关注度出发,培养学生的探索精神,引导学生观察、思考、建立物理思想,培养学生根据物理原理分析解决实际问题的能力。演示实验片广开学生眼界,介绍现代科学技术前沿的新技术、新发明、新材料、新探索、新成果,分享现代科学技术飞跃发展的喜悦。 INTRODUCTION OF PHYSICAL DEMONSTRATION EXPERIMENT displays the physical phenomenon which is unobservable in daily life and production practice, or is accustomed and thus not given attention. It draws out the significative parts from real complex phenomenon through the demonstration in class. In view of the students' interest,physical demonstration experiement may cultivate students' exploring spirit and inducts them to observe and think so that they can found physical idea and possess the abilities to analyse and solve questions according the physical theories. Physical demonstration experiment introduces new technique, new invention, new exploration and new production in modern technology and so widen students' eyereach and make students enjoy the flying development of modern technology

什么是科里奥利力

科里奥利力是在转动系统中出现的一种效应。法国工程师、数学家科里奥利(1792-1843)首先描述了这种力并用数学公式表示出来。当物体运动的参考系统为转动物体时(运动方向不沿转动轴),就出现科里奥利力。认识它对气象学、弹道学和海洋学的研究是极其重要的。科里奥利力的作用在生活中处处可见,自然界中人能接触到的科里奥利力表现在它决定风的方向以及飓风和龙卷风的旋转。地球是一个转动体系,它转动的角速度是不变的。但是地球各处运动的线速度因纬度高低而不同。因此,物体在地球上沿南北方向运动时就受到科里奥利力的作用。 换句话说,北(南)半球上的物体在沿经线运动时,就受到向右(左)的科里奥利力的作用,物体偏向东(西),因此,南北走向的河流东岸冲刷较多。 受河岸被冲刷的启发,有人建议采取适当的睡觉方式,使身体内的主要血管沿南北方向,血流就会增强对管壁的冲刷作用,使刚刚沉积在血管壁上的胆固醇被血流冲刷下来,这样就可以延缓血管的硬化,达到延年益寿的目的。 科里奥利曾任巴黎综合工科学校分析和力学副教授。1835年,在他发表的论文《论物系相对运动的方程组》中指出,在一个旋转面上,除了物体运动的通常效应外,还有与运动方向成直角的惯性力作用于物体。这种力作用的结果,是使物体本来应走的直线变成了曲线。第一次世界大战时,英德双方在福克兰群岛(约南纬50度)附近的海面上,展开了一场有名的海战。战斗的紧要关头,英军瞄准好的炮弹,像着了魔似的不可思议都落在离德国军舰左方约100码的地方。后经调查才发现,其原因就是英国在本土上校准大炮的瞄准器时,忽略了南北半球科里奥利力方向相反这一情况。 同是一战时期,德军用巨型加农炮在距巴黎70英里处轰击巴黎,如果用通常瞄准法,炮弹本该偏离目标1英里以上,但德军考虑了科里奥利力的作用,作了修正瞄准,结果炮弹准确地打到了巴黎市内。 在地球北半球出现低气压区时,周围高气压区的空气就会刮进来,使气压平衡。从南向北的方向的风,本应刮进低气压中心,可是由于科里奥利力的存在,风总是偏东,而从北向南的风又总是偏西,这样风不能直接刮进低气压中心,形成了台风眼,以台风眼为中心,风是逆时针方向刮。 一般南北方向的风都会受到科里奥利力的作用。从日本九州往西的帆船被风送往西南方向。因此,日本自古以来就和中国东南部、东南亚国家的贸易繁盛。在文化等方面深受中国和东南亚各国的影响,科里奥利力在这方面起了很大作用。 因重力而振动的振子,振动面不变。由于地球自转,摆的振动面会慢慢转动,这是科里奥利力在起作用。1851年法国科学家付科在巴黎大教堂穹顶下吊了一个重28公斤的铁球,悬挂的钢丝长67米,付科以此证明了地球的自转。这种摆被称为付科摆。 浴缸排水时,因受到科里奥利力的作用,水会发生旋转。北半球所有的浴缸排水时都是沿逆时针方向打旋。当然,很难使每次实验都达到预想的效果,因为普通浴缸不是为了显示科里奥利力而设计的。浴缸放水时打旋的方向还取决一些不可控制的因素。 一块石头从高塔上落下,不少人认为会垂直落地,其实不然,在北半球石头下落就相当于从南往北走,除了受重力作用,还要受到科里奥利力的作用。石头落下不是垂直而是偏向东方,有人计算过,从333米高塔落下的石头应该偏东10.5厘米左右。 伸开双臂作旋转运动的滑冰表演者,突然手臂一收拢,旋转就加快了。原来当伸开旋转的手臂收拢时,就好像在地球上从南向北走一样,受到了科里奥利力的作用,因此,旋转加快了。以上是部分有关科里奥利力的作用的例子,如果你留心,还能发现更多。

浅谈地转偏向力的影响

浅谈地转偏向力的影响 黄琪1142041084 生命科学学院2011级生态专业 摘要:水平地转偏向力亦称地偏力,因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力。地转偏向是科氏力(科里奥利力)在沿地球表面方向的一个分力。对于自然界和人们的生活有着潜移默化的影响,从气流洋流的流向,到皮鞋的磨损都与地转偏向力有关。 关键词:地转偏向力北半球大气运动手性植物洋流冲积平原 1.地转偏向力简介 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,简称偏向力。它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),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。地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量。由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内,故只有垂直地转偏向力,而无水平地转偏向力。由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上,故只有水平地转偏向力,而无垂直地转偏向力。在赤道与极地之间的各纬度上,地平面绕着平行于地轴的轴旋转,轴与水平面有一定交角,既有绕平行于地平面旋转的分量,又有绕垂直于地平面旋转的分量,故既有垂直地转偏向力,也有水平地转偏向力。 2.产生的原因及计算方式 2.1产生原因

George-Gate的《定性分析地转偏向力》一文从科里奥利力的角度分析得出:对于水平运动的物体,在北半球,其所受的地转偏向力指向运动方向的右手边,在南半球,地转偏向力指向运动方向的左手边;对于在竖直方向运动的物体,无论在哪个半球,若物体竖直向上运动,则地转偏向力指向正西方,若物体竖直向下运动,则地转偏向力指向正东方。对于一个作一般运动的物体,可将其速度分解成竖直方向和水平方向两个分量,分别求出两分速度对应的地转偏向力后对两力求矢量和。 由于除南北两极外,各纬度的角速度都一样,从北向南飞的时候,南边的圈大,即越向南纬线越长,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。 沿纬线向东西方向飞(这里要分两种情况讨论,1:由西向东,2:由东向西),这时候由于万有引力的方向指向地心,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,万有引力不能完全提供你围着纬线的圆心转的那个向心力,所以一综合:情况1下:严格按照纬度方向运动的物体会向赤道方向受到一个重力的分力。情况2中:严格按照纬度方向运动的物体同样会受到向着赤道的分力。这种情况2不符合所谓的北半球都向右偏离。个人认为:由于无法做到完全按纬度,实际情况中,所有运动肯定与纬线方向有夹角,一旦有夹角,就可以直接看南北方向的分量,而这一分量会向右偏。 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。

2014_2015第二学期演示实验内容解析

第一次课: 锥体上滚演示装置 [实验原理] 不稳定平衡的物体偏离平衡位置时,物体总是向重心降低的方向运动。 在本装置中,影响锥体滚动的参数有三个,即导轨的坡度角α,双轨道的夹角γ和双锥体的锥顶角β。 β角是固定的,夹角γ和α是可调的。双锥体中心O 位于锥体轴线的中点。计算表明,当角α、β、γ三角满足22tg tg tg β γ α>时,重心O 下降,就会出现锥体主动上滚的现象。 [操作方法] 1、通过可调节支架调节α和γ 的大小使之满足上述关系; 2、将双锥体置于轨道低处,松手后锥体沿轨道自低向高处滚动; 3、调节α和γ中的一个角度,使之不满足上述关系,双锥体将不能上滚。 [思考] 上述公式22tg tg tg βγα>的推导过程如何? 科里奥利力演示仪 [实验目的] 模拟转动参考系中径向运动的小球的运动轨迹,直观地演示科里奥利力。 [实验仪器] 转盘 小球 [实验原理] 在相对于惯性系匀速转动的参考系(非惯性系) 中分析直线运动物体的运动时,应加以虚拟的惯性力即科里奥 利力: ω ?=r c v m f 2 其中,m 为物体质量,r v 为物体相对转动参考系的速度, ω 为转动参考系相对惯性系的转动角速度。 [操作方法] 1、转盘静止,让小球从狭槽的顶点向下运动,可以看到小球沿着狭槽的延长线方向继续向前作直线运动; 2、缓慢转动转盘,让小球从狭槽的顶点向下运动,可以发现小球在离开狭槽时,偏离原来的径向运动,其偏转方向与c f 方向相同; 3、改变转盘的转动方向,重复2的操作,可以观察到小球在离开狭槽后,向相反的方向偏离;改变转盘的转速,可以发现转盘转得越快,小球偏离原来的方向越远。 [思考] 上述观察结果是以地面为参考系还是以转盘为参考系?你能通过力的分析分析上述结果吗?若以地面为参考系,小球作什么运动? 傅科摆 [实验仪器] 摆绳长约1米的单摆。 [实验原理] 由于地球的自转,地球表面并不是惯性系。所以分析地球表面的物体运动规律时,应加上两个假想力:惯性离心力和科里奥利力 2F mv ω'=?科 北京处于北半球,地球自转的角速度方向垂直于地面向上。 故在地面上方运动的物体所侧视图 俯视图

植物与人类生存发展的论文

植物与人类的生存发展(植物在人类生活中的作用) 姓名:韩永健 班级:2012级地理教育 学号:123371141005 系别:环境与资源科学系 指导老师:杨洪老师 日期:2013、10、25

摘要:植物对人类生存和发展起着重要的作用。因为植物自身就有一种叶绿素,能够进行光合作用,提供氧气和营养物质,所以使地球上所有生物都是直接或间接依靠植物来获得生存和发展。因此在自然界中的植物处于举足轻重的地位,其中,特别是植物在人们日常生活中起的作用更是不能小视的。下面我们就从环境、衣食住行、美化环境及植物四个方面来阐述植物在人类日常生活中的作用。 关键词:环境、衣食住行、美化环境、文化 一、植物对环境的作用 植物对人类赖以生存和发展的环境有着保护和稳定的作用,从而使植物保障了人类的正常生活。 (一)植物能净化空气。植物能通过叶片吸收大气中的二氧化碳,释放氧气,同时能降低和吸收粉尘,净化空气。特别是有的植物表面具有皮毛、粘液、油脂,因此可以吸附灰尘,转化有害物质,减少大气中的有害物含量,同时叶片经雨水冲刷后又可恢复吸附能力。 (二)植物能够净化水域。在一定浓度范围里,植物能分解和转化某些有毒物质,如凤眼莲可以从水中获取有毒物质汞和其它有害物质;通常在污水暂存池里放养小球藻48小时,被净化的污水可以用于农业灌溉。 (三)植物对水土保持有一定的作用。植物茂密的枝叶和强大的根系,能够起到缓冲的作用,在保持水土、防风固沙、涵养水源等方面有重要作用。如在我国西北地区进行植树造林,有效地阻碍了沙漠进一步的扩张,而在我国西南地区,植物有效的对土地进行了水土保持。美国波士顿附近的湿地森林生态系统的研究表明,湿地森林每年减少洪涝灾害方面的价值相当的高。而澳大利亚墨尔本区周围森林每年在保障城市水供应上的价值将近于2.5亿美元。 (四)植物对环境有监测作用。有些植物对环境污染极为敏感,被用来作为监测植物,如当空气中的二氧化硫的浓度只有千万分之三时,紫花苜蓿就会受不了,马上出现病症,如今,我国已相继选出多种监测植物用以协助监测环境,如紫茉莉可以监测二氧化硫的含量,菠萝、丁香、三叶草可以监测光化学烟雾的含量,向日葵可以监测氨的含量,报春花可以监测氯的含量等等。 二、植物对人类衣食住行的作用。 由于我国幅员辽阔,地形复杂,气候温和,从而为植物的生长提供了得天独厚的自然条件,因而植物种类极为繁多。但是植物对我们的衣食住行提供了基本保障。 (一)衣:总所周知,我们的衣物几乎都是来至于我们的植物,在我国,是一个有着几千种桑养蚕的历史,同时栽培棉花的历史也同样悠久,但是这些都是我们衣物的必要原料,由此我们难看出植物在我们“衣”这一方面的作用。 (二)食:植物是人类食品的重要来源之一,自然中将近有3000多种植物是

谈谈科里奥利力的影响

谈谈科里奥利力的影响 摘要相对于地球运动的物体会受到科里奥利力的作用, 本文对地球上物体受科里奥利力影响的各种现象加以描述。包括水平运动物体的偏转,落体偏东,傅科摆和对分子光谱的影响。 关键词科里奥利力,水平运动物体的偏转,落体偏东,傅科摆,分子光谱 一引言 在地球上, 相对于地球运动的物体(运动方向平行于地轴时除外) 会受到一种惯性力的作用, 这种惯性力是以首先研究它的法国数学家科里奥利的名字命名的, 叫做科里奥利力,由于科里奥利力垂直于物体的运动方向, 所以不能影响物体运动速度的大小, 但它可以改变物体的运动方向。 科里奥利力的计算公式如下: F=2mv×ω F=-2mω×v.(from Wiki) 式中F为科里奥利力;m为质点的质量;v为质点的运动速度;ω为旋转体系的角速度;×表示两个向量的外积符号。 二科里奥利力的影响 (一)水平运动物体的偏转 地球上一切运动的物体, 如气流、海洋、河流、交通工具及飞行物等, 除了运动方向平行于地轴外,都要受到科里奥利力的作用.如将科里奥利力分解成竖直方向和水平方向的两 个力,则垂直分力使运动物体的重力略有改变(增加或减少) , 水平分力可能使物体运动方 向发生变化(北半球偏右, 南半球偏左, 赤道上不偏) .地球上高、中、低纬度的三圈大气环流、洋流系统的形成, 气旋与反气旋的旋转, 大河两岸的不对称, 都同地转偏向力的作用有关. 它们既是地球自转的后果, 也是地球自转的证据. (二)落体偏东 落体偏东(或抛体偏西) 是科里奥利力对沿垂直方向运动物体作用的结果。落体偏东的数值以赤道最大, 向两极减小至0. 总的说来, 数值都很小. 例如, 在纬度400 的地方, 在 离地面200 m 高处自由下落的物体, 偏东的数值约为4175 cm , 加上其它因素(如风) 的干扰, 难于察觉。在很深的矿井中所做的落体实验, 除赤道上证明是偏东外, 在北南半球由于地球自转惯性离心力的影响, 分别是偏东略南和偏东略北. (三)傅科摆 傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现. 在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动. 在南半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏左, 致使摆 动平面沿逆时针方向转动. (四)对分子光谱的影响 科里奥利力会对分子的振动转动光谱产生影响。分子的振动可以看作质点的直线运动,分子整体的转动会对振动产生影响,从而使得原本相互独立的振动和转动之间产生耦合,另外由于科里奥利力的存在,原本相互独立的振动模之间也会发生能量的沟通,这种能量的沟通会对分子的红外光谱和拉曼光谱行为产生影响。 三小结 目前对科里奥利力的研究已基本有了定论, 其产生的原因、大小、方向及其性质都已基本没有争议,科里奥利效应是自然界非常重要的一种效应,在人类生产生活中有着重要应用。 参考文献 [1]吴新华,李宏伟.浅谈科里奥利力的影响及应用.河北北方学院学报(自然科学版) [J] .2008 .2:36~38.

下面用科里奥利力向大家详细介绍一下有关傅科摆的问题

科里奥利现象和傅科摆小论文 小论文人员分配: 组长:耿蕾 主讲:耿蕾 查资料:杜欣赵华鞠大升 写论文:鞠大升赵华杜欣耿蕾 我们生活在一个物质的世界,人类从古至今在不停地对身边的一切进行探索,从小的现象得到启发,进而上升到理论,直至推动整个社会的发展。 科里奥利现象和科里奥利力是常常发生在我们的事, 傅科摆是科里奥利力的一个重要应用。 (一)科里奥利现象和科里奥利力 我们现在从一个简单的例子说起。如图1.设在以角 速度ω沿逆时针方向转动的水平圆盘上,沿同一半径坐 着两个儿童,童A靠外,童B靠内,二者离转轴O的距 离分别为V A和V B,童A以相对于圆盘的速度V’沿半径 方向向童B抛出一球。如果圆盘是静止的,则经过一段 时间△t=(V A-V B)/V’后,球会到达童B,但结果是球 图1:水平转盘 到达了童B转动的前方一点B’,对这个现象可如下分析, 由于圆盘在转动,故球离开童A的手时,除了具有径向速度V’外,还具有切向速度V tA,而童B 的切向速度为V tB,由于童B的位置靠近圆心,所以V tA>V tB,在垂直于AB的方向上,球运动得比B远些。这是在盘外不转动的惯性系观察到的情形。 对于以圆盘为参考系的B,他只看到A以初速度向他抛来一球,但球并未沿直线到达他,而是向球球运动的前方的右侧偏去了,这一结果的分析发现,地球在具有径向初速度V’的同时,还具有了垂直于这一方向而向右的加速度a’,应用牛顿第二定律对于加速度的解释,既然球出手后在水平方向上没有受到“真实力”的作用,那么球一定受到了一个垂直于速度V’而向右的惯性力Fc。这种在转动参考系中观察到的运动物体(由于转动参考系中各点的线速度不同而产生)的加速现象中科里奥利效应,产生此效应的虚拟的惯性力叫科里奥利力。 利用此例可导出科里奥利力的定量公式。以转动系为参考系,球从A到达B’的时间是△t’=(V A-V B)/V’。在△t’时间内球偏离AB的距离BB’=(V tA-V tB)△t’=ω(V A-V B)△t’= V’ω(△t’)2,在△t’很小的情况下,可以认为沿BB’的运动是匀加速运动而初速为0,以a’表示以加速度应用BB’=1/2 a’(△t’)2,与上一结果比较可得:a’=2V’ω。在此转动参考系内形式地应用牛顿第二定律,可得科里奥利力大小为F C=ma’=2m V’ω。在此例中,圆盘沿逆时针方向转动,科里奥利力方向指向质点运动的右方。同理,如果圆盘沿顺时针方向转动,则科里奥利力的方向指向质点运动的左方。 一般地可以证明,当质量为m的质点相对于转动参考系(角速度矢量为ω)的速度为V时,则在转动参考系内观察到的科里奥利力为 Fc=2m V ×ω。(1) 转动参考系上物体运动时受另一种惯性力(科里奥利力)的作用现象是法国一位工程师和物理学家科里奥利发现的。我们的地球就是一个转动参考系,所以在地面上运动的物体一般都受科里奥利力的作用。1851年,法国科学家傅科做了一个著名的实验,他从巴黎葬院的穹顶上悬挂了一副67米长的绳索,下面吊着一个28公斤重的摆锤。随着每一次摆动,地上巨大的沙盘便留下摆

6.科里奥利力演示仪

科里奥利力演示仪 【仪器介绍】 如图6-1所示,科里奥利力演示仪由底座、 转盘、飞轮、塑料串珠等构成。 【操作与现象】 一手握住底座上方的转盘,使传盘固定,另 一手驱动飞轮,使飞轮绕水平自转轴转动,可以 观察到飞轮边缘上的塑料串珠都在同一竖直平 面内作圆周运动,呈一朵花的形状。 飞轮绕自转轴转动的同时,驱动转盘使飞轮 绕转盘支承轴转动,可以观察到塑料串珠构成的 花的形状发生了改变,串珠产生了向竖直转动平 面内或外的偏移,一眼望去,串珠的边缘似乎起 了波浪。 【原理解析】 塑料串珠发生偏移的原因,是因为受到了科里奥利力的作用。科里奥利力是由法国气象学家科里奥利在1835年提出的,是为了描述非惯性系(旋转体系)的运动而需要在运动方程中引入一个假想的力,这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后,人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理非惯性系(旋转体系)中的运动方程,大大简化了非惯性系的处理方式。 科里奥利力:ω ?=v m f 2 (6-1) 式中f 就为科里奥利力,v 为质点相对非惯性系 (旋转体系)运动的线速度,ω 为质点绕垂直轴转动的角速度。f 的方向可由右手螺旋法则来判 断。 取四个特殊位置(上、下、左、右)的珠子 来判断串珠的运动变化。假设转盘是逆时针转动, 即非惯性系的转动角速度ω 的方向竖直向上,若 飞轮绕自转轴在纸平面内的转动也是逆时针的, 此时四个位置上的珠子相对于飞轮(非惯性系) 的线速度v 如图6-2所示,则可以判断出:左、右 两颗珠子所受的科里奥利力为零;上面的珠子受到的科里奥利力为ωmv f 2=,方向垂直纸面向内(如图6-2所示),从而该位置上的串珠向内偏移;下面的珠子也受到同样大小的科里奥利力,方向却是垂直纸面向外图6-1 科里奥利力演示仪

三年级科学上册植物和我们的生活教案人教新课标版

植物和我们的生活 教学目标 1.能制定计划,采用走访、等形式中的两种以上的方法进行调查,了解一种植物的生产、加工、以及成为我们食物的过程;能用排序、分类的方法处理收集到的信息,并将整理的信息记在记录本上;能用自己的语言简述本小组的研究过程和结果。 2.积极与小组同学合作;乐于倾听其他组的研究情况,并进行评议;尊重其他同学的不同观点和评议。 3.了解人的衣、食、住、行都离不开植物,并能举出生活中利用植物的例子。 内容设计 我们的衣、食、住、行都要用到植物,特别是在“食”上。本课设计的活动主要是植物与我们饮食的关系,最后讨论一下植物与我们生活的其他方面的关系。 本课设计了三个活动。 (1)了解能吃的植物有哪些。第二单元中的种植物是一个连续的过程,此时,生长周期短的植物,如蚕豆、豌豆等,已经可以收获能制定计划,采用走访、生产基地调查、市场调查、收集图书、网上查找,本课从收获春天的植物的果实入手,引出“能吃植物有哪些?”的问题上。这个问题可以是一个前测,了解学生对于生活中的食物来源途径知道多少。 (2)调查一种植物怎样到我们餐桌上的。学生先选择一种感兴趣的植物,然后兴趣相同的同学组合成小组,共同调查这种植物是怎样生产、加工,最后成为我们的食物的。在调查过程中,使学生体会到植物的生产是一个社会化的复杂过程。调查过程中,小组同学合作收集资料、整理资料,最后与全班同学交流和汇报。 (3)了解生活中哪些地方需要植物。植物除了可以做我们的食物,还可以在其他方面为人类服务,如美化环境。让学生讨论植物与我们生活的密切关系,使学生感受到植物在人们生活中的重要要位。教学准备 活动(1):了解当地常见的食用植物种类:粮食、蔬菜、水果、干果各有哪此,收集它们被生产、运输、销售、加工过程的资料。 活动(2):搜集植物与人类生活相关的其他资料,如:美化环境(观赏植物)、衣(棉花、桑叶)、住(建筑、家具)行(草鞋、行道树、花坛)等方面以及茶叶、中草药等特殊用途的植物。 1.植物和我们的生活 导入: 师:同学们,你们看老师带来了什么? 各种各样的果实 看到这些果实,你有什么问题提出? 生:可以吃吗? 生:是从哪里来的? 它的植物是什么样的? 它怎样吃? 师:好的,同学们,你们提出的问题我们可以一起解答。 一、选择一种植物,了解它的一生。 1.出示一份研究计划 日期:20XX年6月9日

园林植物在人类生活中的作用

园林植物在人类生活中的作用 摘要: 人与环境的协调发展是科学发展观的内在要求, 而环境质量的提高离不开园林植物。本文从美化生活、改善环境、降低噪音、保持水土等方面阐述了园林植物的重要作用。 关键词: 园林植物; 环境; 作用 当今世界, 随着现代科技的发展, 人类改造自然的活动不断增多, 人们的生活水平在不断地提高。但是, 由于盲目开垦, 过渡放牧, 放纵排污以及人口的剧增, 环境质量不断下降, 特别是生活在大都市的人们, 因远离绿色, 对城市环境的喧嚣和拥挤, 日感不安。于是人们渴望回归大自然,渴望与绿色植物相伴。人类的生存离不开环境, 环境质量与人民的生活息息相关。而园林植物则是环境绿化的主体, 它在人类生活中起着非常重要的作用。 一、美化生活 室内、庭院、公园、绿地种植的园林植物能起到美化生活环境的作用。这是因为园林植物能给人以美的享受。园林植物的美不仅在于其色彩、姿态和风韵, 同时还因环境条件、光照、温度等因素的影响, 使其朝夕不同, 四时各异。植物所表现的美, 按其固有的特征, 可分以下几种: 一) 色彩美 植物的色彩给人的美感是最直接、最强烈的, 每当人们看到不同的花色时, 往往会产生不同的情感, 例如红色使人激动、令人兴奋、催人向上; 黄色象征着智慧和权力, 而绿色则是生命、自由、和平与安静之色, 给人充实与希望之感。植物的色彩包括花、叶、果实与枝干四部分:

1、花色: 对于整个植株来说, 花是主要的观赏器官, 花的色彩是大自然中最为丰富的色彩来源之一。不同种类的植物花色不同, 同一种类的花不同的品种也不同, 即使是同一品种, 在不同时期花色也不同, 其花色的变化足以构成一个“万紫千红”的世界。按植物开花的颜色将其分为红、黄、白、紫色等。常见的红色花有桃花、玫瑰、一串红等; 黄色花有迎春、连翘、万寿菊等; 白色花有广玉兰、马蹄莲、荷花等;紫色花有紫荆、紫薇、紫藤等。 2、叶色: 叶的色彩主要以绿色为主, 但随着季节的变化而变化。植物刚抽出的新芽是嫩绿的, 随季节变化由浅入深, 由淡转浓。特别是枫树类, 夏末秋初叶子逐渐变红, 层林尽染, 景色秀丽, 令人心旷神怡。叶色可分为浅绿(刺槐)、黄绿(黄金侧柏)、深绿(松)、以及赤绿、褐绿、茶绿等。除此以外还有一些彩叶类, 如变叶木、彩叶芋、银边八仙花等具很高的观赏价值。 3、果色: 果色也具有很高的观赏价值, 特别是夏末初秋, 万花凋零时, 万绿丛中点缀着红色或黄色的果实, 既有极佳的景观效果, 又给人以收获的喜悦。常见的果实颜色有红、黄、蓝紫等, 如红果的枸杞、山楂, 黄果的金橘、银杏,蓝紫果的葡萄、紫珠等。 4、干色: 干色虽然多为褐色且粗糙, 但对植物整体来说, 也起到调和的作用, 而且不同种类的植物干色也不同,有灰白、绿、紫褐等色, 如白皮杉, 白桦为白色, 梧桐、槐为绿色。 (二) 香味美味给人的感觉并不象色彩那样直接, 但却能使人产生如痴如醉的美感。如桂花飘香的季节, 十里八里都能嗅得到。当然不同种类的花香味也不同。如梅花的暗香, 兰花的幽香, 含笑的浓香和茉莉花的馨香都给人带来不同的美

科里奥利力

匀速转动系统中科里奥利力的推导 建立如上图所示的转动系统。记静止坐标系为参照系S ,转动坐标系xoy 为转动参照系S ’。两个参照系有共同的轴ok ,且xoy 坐标系作匀速圆周运动,角速度为。 假设有一个点P (质量为m )在运动,其相对o 的位移为??r xi yj =+ 。这里需要注 意,xoy 坐标系是转动的,也就是说?i 和?j 是岁时间改变的:???di i j dt ω== ,???dj j i dt ω==- 。 现在,我们就可以通过对r 求两次导来求得质点P 的加速度了: ??()????dr d xi yj v xi yj x j y i dt dt ωω+===++- 222??????????????()()2()dv a xi x j yj y i x j x i y i y j dt xi yj yj xi xj yi ωωωωωωωω==++-+---=+-++- 上式中分三项,(1)x 和y 是P 相对转动参照系S ’的轴向加速度,合计为??a xi yj '=+ ,称 为相对加速度;(2)2??()yj xi ω-+=2r ω-? ,沿径矢r 指向o ,是由于xoy 系绕轴转动以角 速度ω转动引起的,称为向心加速度;(3)??2()xj yi ω- = 2v ω'-? ,由xoy 系统转动的角速度ω (=?k ω)和P 在xoy 中运动的速度v ' (=??xi yj + )共同决定,方向垂直于ω 和v ' 所决 定的平面,2v ω'-? 称为科里奥利加速度,相应的有科里奥利力为 2mv ω'? 。

注:如果xoy坐标系是作变加速圆周运动,则在计算结果中会出现包含 d dt ω ω= 的项,这一 下称为切向加速度(这里不做详细推导)。

科里奥利力及其应用

科里奥利力 1 引言 科里奥利力(Coriolis force),简称为科氏力,是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年,法国气象学家和工程师科里奥利(Gaspard-Gustave Coriolis)提出,为了描述旋转体系的运动,需要在运动方程中引入一个假想的力,这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后,人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程,大大简化了旋转体系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系,因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。 2 物理学中的科氏力 科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性,在旋转体 系中进行直线运动的质点,由于惯性的作用,有沿着原有 运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋转的, 在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的位置会有所 变化,而它原有的运动趋势的方向,如果以旋转体系的视 角去观察,就会发生一定程度的偏离。如右图1所示,当 一个质点相对于惯性系做直线运动时,相对于旋转体系, 其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系,我们认为有一个力 驱使质点运动轨迹形成曲线,这个力就是科里奥利力。 根据牛顿力学的理论,以旋转体系为参照系,这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用,这就是科里奥利力。从物理学的角度考虑,科里奥利力与离心力性质相似,都不是真实存在的力,而是惯性作用在非惯性系内的体现。科里奥利力的计算公式如下: F c=?2mω×v 式中F c为科里奥利力;m为质点的质量;v为质点的运动速度;ω为旋转体系的角速度;×表示两个向量的外积符号。 特殊的是,在地球上,拥有水平于地面方向运动分量的物体受里奥利力大小为:F=2mvωsin? 式中F为地转偏向力的大小;m为物体质量;v为物体 的水平运动速度分量;ω为地球自转的角速度;?为物 件所处的纬度。受力方向北半球向物体运动的右侧,南 半球向物体运动的左侧。 3 生活中的科氏力 3.1 柏而定律 该定律是自然地理中一条从实际观察总结出来的著 名规律,即北半球河流右岸比较陡削,南半球则左岸比

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