关于傅科摆和地转偏向力
不用去太空，傅科摆可以让你在地球上看到地球自转
不用去太空，傅科摆可以让你在地球上看到地球自转每天太阳东升西落，晚上又有'半个月亮爬上来'，依据常识，我们都会知道一定有东西在转动，那到底是什么在转动呢？最直观的解释就是太阳月亮都围绕着地球转动，这也是最好理解的，这方面最成功的理论就是托勒密的'地心说'。
不过理论并不是只用来解释日常的，还需要解释天象，比如日食月食什么时候有，这个问题在那个时代很重要，还有更重要的编撰历法，这是关系国计民生的大事，春种秋收都靠历法，慢慢地地心说的错漏之处也显露出来了。
于是就有了哥白尼的'日心说'，'日心说'虽然不是绝对真理，但比'地心说'前进了一大步，这也引来了教会的疯狂报复，在教会的眼中，大地作为宇宙中心才更能符合他们的利益，而且要是'日心说'正确的话，那么地球就要转起来了，这是教会无论如何都不能接受的，出于对教会的恐惧，哥白尼临去世前才公布了他的研究。
伟大的伽利略接过了哥白尼的旗帜，继续宣扬'日心说'，教会再也不能忍受了，对伽利略进行了'世纪审判'，年迈的伽利略跪在冰冷的地面上，喃喃说道'毕竟地球就是在转动啊'。
教会之所以会这么肆无忌惮，当然是因为他们掌握的巨大权力，还有很重要的一点那就是人们并不能感觉到地球转动，无论哥白尼还是伽利略都是依靠天文观测知道的地球转动，而绝大部分人是没有机会进行天文观测的。
要是傅科生在了那个年代，估计教会就不会那么嚣张，因为他发明的傅科摆就可以让每个人都看到地球在转动。
傅科1、为什么人们感觉不到地球转动先来说一下为什么在地球上不容易感到地球的转动。
首先我们每个人对于地球来说太渺小了，我们小时候都做过旋转木马，即使闭上眼睛堵上耳朵，我们也能知道木马在旋转，因为都能感到向心力，就是旋转木马对每个人的推力，我们都要抓紧栏杆，还有一个游戏叫疯狂老鼠，那个感觉就更强烈了，都感觉要飞出去了，这就是向心力。
地球概论第三章
在赤道，偏转速度为零。
地球自转的规律性
一、 地轴和极移
图3-4 极移与 进动的比较
极移是地极的移动，不涉及天极在天 球上位置的变化；进动造成天极的移动， 不涉及地极在地面上的位置的变化
二、 地轴进动
地轴的一种圆锥运动 圆锥轴垂直于轨道平面，指向黄极； 圆锥半径23（黄赤交角）； 方向向西（与地球自转和公转方向相 反）； 速度每年50； 周期25 800年。
恒星日是同恒星时（春分点的时角） 相联系的；
天文学以春分点定义恒星日；
太阳日：太阳连续两次在同地中天时间 24小时00 分
太阴日：月球连续两次在同地中天时间 24小时50 分
太阳日和太阴日不同，二者具有不同的 速度
图 3-9(A)恒星日与太阳日比较
在一个恒星日内，地 球自转360°，在一个太阳 日内，地球公转59，自转 360°59。这59的差值是 地球公转造成的，使太阳 日比恒星日约长4分。
地球公转后果
一、 恒星周年视差 二、 太阳周年运动
二十四气 十二宫 二分点、二至点
三、 行星同太阳的会合运动
会合周期：
设E、P分别表示地球和行星的周期， S为会合周期。便有：
360S = 360 + 3-
360S =
3-
代入(1)，消去 ，整理后，得：
冬夏二至（黄赤二道平行）赤经差最大， 视太阳日最长；
春秋二分（二道交角最大）赤经差最小， 视太阳日最短。
赤经差变化的次要原因是椭圆轨道
造成太阳每日黄经差本身的变化；由 于日地距离的变化，地球公转速度的 不等；
近日点变化最快，视太阳日较长 ；
傅科摆为什么能够证明地球在自转
傅科摆为什么能够证明地球在自转
因为惯性。
当钟摆摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向。
即使摆平面不改变，因为只受重力和拉力，傅科摆的旋转只是相对地表的运动，也就是说傅科摆不旋转，旋转的是地球。
通常，我们说“地球具有自转”的时候，我们并没有明确出它到底相对于什么自转。
这是一个非常重要的问题，如果没有参照物，谈论运动是不可想象的。
还没有办法在空间中打上一根钉子作为绝对的参照物，因此，我们只能依靠较远的、看起来似乎是静止的天体作为参照物。
事实上，那些天体也绝不是“空间中的钉子”，只不过因为它们实在太遥远了，我们不妨——事实上恐怕也是唯一的选择——把它们作为参照物。
以遥远的恒星作为参照物，一个物体不受外力作用的时候，将一直保持它的运动状态。
这也是牛顿第一定律的内容。
傅科摆悬挂方法：摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。
为解决这一问题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置－万向节，从而使摆动平面超然于地球的自转。
科里奥利力
应用
气体质量流量计
•
质量流量计让被测量的流体通过一个转动或者振动
中的测量管，流体在管道中的流动相当于直线运动，测量
管的转动或振动会产生一个角速度，由于转动或振动是受
到外加电磁场驱动的，有着固定的频率，因而流体在管道
中受到的科里奥利力仅与其质量和运动速度有关，而质量
和运动速度即流速的乘积就是需要测量的质量流量，因而
通过测量流体在管道中受到的科里奥利力，便可以测量其
质量流量。 应用相同原理的还有粉体定量给料秤，
在这里可以将粉体近似地看作流体处理。
应用
• 2 陀螺仪 • 旋转中的陀螺仪会对各种形式的直线
运动产生反映，通过记录陀螺仪部件受到 的科里奥利力可以进行运动的测量与控制 。 • 陀螺仪实验
fcor 2mω v
F ma
fcor称为科里奥利力
2mω v mω (ω r)
式中F为科里奥利力；m为质点的质量；v'为相对于转 动参考系质点的运动速度（矢量）；ω为旋转体系的角速度 （矢量）；×表示两个向量的外积符号（ v'×ω ：大小等于 v*ω,方向满足右手螺旋定则）。
意义
1.在地球科学领域 由于自转的存在，地球并非一个惯性系，而是一个转动参照系，因
旋转体系中质点的直线运动科里奥利力 是以牛顿力学为基础的。1835年，法国气象 学家科里奥利提出，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
性系中引入牛顿定律。
推导
相对于k’系做匀速运 动的点具有科里奥
地球与行星的暗物质旋转场1 (1)
地球与行星的暗物质旋转场姜士新宇宙这个神奇奥秘而多彩的空间，给了人们留下了太多太多的不解谜团，天空的斗转星移，太阳的东升西落周而复始的运转着，为什么呢？这些问号在脑海里游荡不止，也是许多有好奇心的人们共同寻秘焦点之一，本文将带领你去探索这个奥秘之旅吧！一，地球暗物质旋转场(以下简称为旋转场)。
这个旋转场是根据地转偏向力，地球上的台风和龙卷凤、金星的环球风暴和傅科摆等其它一些旋转现象的综合分析得出来一个结论。
地球旋转场从现象上来看可以分为全球性、局部性和某一运动点性质的，以下分别说明不同级别的旋转现象。
1，地转偏向力和傅科摆：它两是属于地球上一个运动点的旋转现象。
地转偏向力：如果把偏转虚线按东、北、西、南的四个方向连成一个环形也是一个完整的一个旋转现象，要是从某一个方向来看的话当然是偏转现象了。
傅科摆：从转动方向上来看，它是一个顺时针旋转，为什么不与台风旋转方向不一致呢？它原因有可能是倒褂的物体，根在上面，如果要是根在地面上，物体漂浮在上面就有可能是逆时针方向转动了。
地转偏向力和傅科摆的旋转方向都是有南半球和北半球之分，以赤道为分界线南北是对称的。
这两同属一个旋转动力源。
2，地球上的台风和龙卷风：它两是属于地球上一个局部旋转现象，是自然界中具有旋转特性的云团，而且也是有一定规律的旋转。
如果台风和龙卷风在北半球生成的话会使云团逆时针方向旋转。
要是在南半球生成的话，就会使云团顺时针方向旋转，也是以赤道为分界线，分为南、北对称的两个旋转现象。
仅从这两个对称旋转云团来看，还看不出与地球自转有着什么重要关连，想要用台风证明地球自转原因来，还需要设想一下，也是最关键一步，就是把南半球台风移到地轴南极点上，再把北半球台风移到地轴北极点上，单从这一点上来看，地球两极点上的台风旋转方向和地球自转方向相吻合。
这就能证明一点，在地球上有一种神秘的旋转力在使地球和地球上的自由漂动的物质发生有规律性旋转，这种神秘旋转力我称呼为旋转场3，金星和其它星球的环球性风暴：这种环球风暴属于那种全球性旋转现象。
傅科摆原理
傅科摆原理傅科摆是一种用来验证地球自转的实验装置，它由法国科学家傅科于1851年设计并制作。
傅科摆的原理是利用地球自转的惯性来使摆动的振动面发生预测的变化，从而验证地球自转的存在。
傅科摆的设计简单而精巧，成为了地球自转实验的经典装置。
傅科摆的原理基于科学家科里奥利斯的发现。
科里奥利斯效应是指在旋转参考系中，物体的运动会受到一种看似偏转的力的影响。
在地球上，由于地球自转，空气和水流动会受到科里奥利斯力的影响，形成了气旋和洋流等现象。
傅科摆利用了这一原理，通过摆动的振动面受到科里奥利斯力的影响，从而实现了对地球自转的验证。
傅科摆的基本结构包括一个长绳和一个重物。
重物被悬挂在长绳的一端，另一端固定在支架上。
当重物摆动时，由于地球自转的影响，摆动的振动面会发生预测的变化。
这种变化包括摆动的方向和角度，可以通过测量来验证地球自转的存在。
傅科摆的实验结果为科学家们提供了直接的证据，证明了地球确实在自转。
傅科摆的原理不仅在科学研究中有重要意义，在教育领域也被广泛应用。
通过傅科摆的实验，学生可以直观地了解地球自转的原理，培养他们对科学的兴趣和探索精神。
同时，傅科摆也成为了物理学教学中的经典实验，为学生提供了一个直观、生动的教学案例。
除此之外，傅科摆的原理也为科学研究提供了重要的实验手段。
通过改变摆动的参数，科学家们可以进一步探索地球自转的规律和特性，为地球科学的发展做出贡献。
同时，傅科摆也为其他天体的自转研究提供了参考，为宇宙科学的发展提供了重要的实验基础。
总之，傅科摆的原理是一个简单而精妙的实验方法，通过利用地球自转的惯性来验证地球自转的存在。
傅科摆不仅在科学研究中有重要意义，也在教育和其他领域中发挥着重要作用。
它的发明和设计为地球科学的发展做出了重要贡献，成为了经典的实验装置。
通过傅科摆的原理，我们可以更深入地了解地球自转的规律和特性，为人类对宇宙的探索提供重要的实验基础。
傅科摆摆动平面偏转的角度
傅科摆（Foucault pendulum）是一种用来研究地球自转的物理实验装置。
傅科摆由一个重物（如铅球）悬挂在一根长线上，线的一端固定在天花板上，重物则摆动着，形成的运动是摆的运动。
当傅科摆摆动时，重物的轨迹会呈现出偏转的角度。
这个角度是指重物摆动的轨迹相对于地面的偏转角度。
这个角度是由地球自转引起的，因为地球自转会使得重力方向改变，从而导致傅科摆的轨迹偏转。
傅科摆的偏转角度是随着时间变化的。
当傅科摆摆动时，重物的轨迹会慢慢地偏转，直到最后回到原来的位置。
这个过程大约需要一天的时间。
因此，傅科摆的偏转角度可以用来研究地球自转的速度。
当傅科摆摆动时，重物的轨迹会呈现出偏转的角度。
这个角度是指重物摆动的轨迹相对于地面的偏转角度。
这个角度的大小受到若干因素的影响，其中包括：
地球自转的速度：地球自转越快，傅科摆的偏转角度就越大。
重物的质量：重物越重，傅科摆的偏转角度就越小。
线的长度：线越长，傅科摆的偏转角度就越小。
线的材料：线的材料越软，傅科摆的偏转角度就越小。
线的摆动幅度：线的摆动幅度越大，傅科摆的偏转角度就越大。
摆动的频率：摆动的频率越高，傅科摆的偏转角度就越大。
在实际的傅科摆实验中，通常会控制其他因素，只改变地球自转的速度来观察傅科摆的偏转角度。
这样可以直接测量出地球自转的速度。
关于傅科摆和地转偏向力
关于傅科摆和地转偏向力——科里奥利力首先我们说相对于转动参照系沿某方向运动的物体速度为v 。
此速度可分解为v ⊥和v 其中cos v v α=是匀速运动不产生加速度，而sin v v α⊥=是有垂直于其运动方向的科里奥利加速度2sin 2a v v ωαω==⨯的，因此他必须受到与其运动方向垂直的外力的作用才能作此运动，否则物体将沿相反的方向作加速运动，犹如受到相反方向的力——科里奥利力=2f mv ω⨯科的作用一样，如下图所示。
对于相对于自转的地球表面运动的物体，如北半球的单摆，其纬度为α，悬线沿OZ ’方向，在没有其他外力作用时，其往返摆动的摆平面将以OZ ’为轴，沿着顺时针的方向转动。
致使摆锤在平面S 内运动，如下图所示：（在这里都涉及叉积的计算，所以本文打算另辟一段关于叉积的计算）设在某时刻，摆锤正以速度v 通过其平衡位置向东偏南θ角的方向运动，则由于受到科里奥利力——地转偏向力2f m v ω=⨯的作用而产生向右的加速度，为了计算此力，我们可选坐标系''''O x y z 。
这时v 可表达为：sin cos v v i v j θθ=+而地球自转的角速度可表达为cos sin i k ωωαωα=-+因此二者的叉积为：sin cos 0cos 0sin ij k v v v ωθθωαωα⨯=- sin cos sin sin cos cos v i v j v k ωαθωαθωαθ=-+其中沿竖直方向的分力不影响摆锤的旋转，而沿水平方向的两个分力为： (sin cos sin sin )sin (cos sin )f m v i v j mv i j ωαθωαθωαθθ=-=-水平其中cos sin i j θθ-是与v 垂直而右旋了90°的单位矢量。
由于摆锤的速度不断变化但f 水平的冲量方向始终不变。
当摆锤返回时，由于速度方向改变故其冲量方向也改变，故仍使摆平面顺时针旋转。
傅科摆实验报告
班级：电气112 学号：1108140728 姓名：杨雪飞大物演示实验报告项目名称：傅科摆演示实验实验目的：通过傅科摆演示，观察和理解地球的自转规律。
加深对科氏奥利力的理解。
简单操作：1、将单摆拉开一定角度（不要超过底盘限定的范围），使其在竖直平面内摆动。
2、调节底盘上的定标尺，使其方向与单摆的摆动方向一致。
实验现象：经过一段时间（大约1-2小时），单摆的摆动面与定标尺方向的夹角发生变化（大约10——20度）。
原理分析：地球自西向东旋转，其角速度ω的方向沿地轴指向北极（ζ轴）。
处于北半球某点的运动物体速度为υ，那么该物体所受的科氏奥利力的表达式为：f=2mv×ω.科氏奥利力f的方向垂直于一个平面，这个平面是由υ和?的方向所组成的平面，所以f垂直于υ，使υ发生偏转。
傅科摆的演示直接证明了地球自西向东的自转。
在地球的两级，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。
傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆可以用来确定摆所处的纬度。
实验拓展：1851年,法国著名物理学家傅科(foucaultjeanbernarleon)为验证地球自转进行了一系列壮观的实验,所用的实验装置被后人称为傅科摆.这也是人类第一次用来验证地球自转的实验装置.该装置可以显示由于地球自转而产生科氏奥利(coriolis)力的作用效应,也就是傅科摆振动平面绕铅垂线发生偏转的现象,即傅科效应。
实际上这等同于观察者观察到地球在摆下的自转。
傅科摆的摆锤直径0.30m,摆锤质量28kg,摆线长达67m,对于这样的庞然大物,一般的大学实验室根本无法容纳得下,更不用说在课堂上当堂演示。
因地球自转角速度极小(ω≈10-5/s),故傅科摆振动平面偏转周期t≥105s.为了达到既能模拟傅科摆在地球自转影响下产生的傅科效应,同时又可大大缩短演示时间的双重目的,可以设计一匀角速转动的转盘来模拟地球的自转，然后考虑用置于该非惯性系中单摆的微小振动来近似傅科摆在地球的南、北两极点的运动。
贤爸科学课：玩这个傅科摆，教孩子感受地球偏转力！
贤爸科学课：玩这个傅科摆，教孩子感受地球偏转力！每天3分钟，带孩子玩1个科学小实验，开启孩子的探索智慧！爸妈可以用签到的方式，陪孩子动手一起玩科学。
Hi，我是贤爸，今后我会利用公众号给大家上课。
我觉得每一次实验推文，都是一个小课堂。
孩子们在爸爸妈妈引导下，边看边做实验，每天3分钟，学一点科学知识。
假如你喜欢看《国家地理杂志》的刊物，里面会有这样一些情景：当我们仔细观察一条河流时，常常会发现河流的右岸总是被冲刷最严重的，而左岸由于河水流速较慢，经常有沙石堆积。
同样一条河流，为啥两岸被冲刷不同，难道水的流速有快有慢？其实啊，这跟地球的自转有关，准确地说是地球自转时产生的偏向力有关。
尽管地转偏向力非常微弱，但是我们也还能看到某些它的效应。
要看到一个微弱的东西产生的效应，最好的办法在大尺度和长时间的过程里边观察它。
这也是科学家常用的一个方法。
今天贤爸也会告诉你这个小实验，也能感受气球的这个力，先来看看视频吧！动手玩科学你需要准备的材料有：竹签、棉绳、带孔的珠子、皮筋1、首先，我们用皮筋将竹签三根三根固定起来！完成后就像这样，是一个三棱锥~2、接下来，我们把带孔的珠子用棉绳连接起来并把珠子固定在架子的顶端……这样，我们会旋转的摆就完成啦！我们让它动起来试试吧~为什么这个摆会顺时针转动呢？我们一起来听听贤爸是怎么说的贤爸说科学今天玩的这个旋转的摆有一个好听的名字叫“傅科摆”，这个摆向我们展示了地转偏向力，它通过展示地转偏向力的效应证实了地球的自转。
地面上水平方向运动的物体（气体、液体和固体），在地球自转的影响下其运动方向要发生偏转：在北半球向右偏，在南半球向左偏,并且地球自转偏向力随地理纬度的降低而减小，在赤道地区为零。
拓展阅读当初，法国物理学家傅科(Jean Focault)在巴黎先贤祠放这个摆，目的的确是要展示地球在转动。
在巴黎先贤祠的这个傅科摆，摆长67米，重28千克。
之所以傅科选择这么长这么重的摆是有原因的。
科里奥利力
人们利用科里奥利力的原理设计了一些仪器进行测量和运 动控制。 1质量流量计
质量流量计让被测量的流体通过一个转动或者振动中 的测量管，流体在管道中的流动相当于直线运动，测量管 的转动或振动会产生一个角速度，由于转动或振动是受到 外加电磁场驱动的，有着固定的频率，因而流体在管道中 受到的科里奥利力仅与其质量和运动速度有关，而质量和 运动速度即流速的乘积就是需要测量的质量流量，因而通 过测量流体在管道中受到的科里奥利力，便可以测量其质 量流量。 应用相同原理的还有粉体定量给料秤，在这里可以将 粉体近似地看作流体处理。
2傅科摆
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（傅科摆随地球自 转）。由于傅科首先提出并完成了这一实验，因而实验被命名为 傅科摆实验。
3 信风与季风
信风 地球表面不同纬度的地区接受阳光照射的量不同，从而影响大气的 流动，在地球表面延纬度方向形成了一系列气压带，如所谓“极地高气 压带”、“副极地低气压带”、“副热带高气压带”等。在这些气压带 压力差的驱动下，空气会沿着经度方向发生移动，而这种沿经度方向的 移动可以看作质点在旋转体系中的直线运动，会受到科里奥利力的影响 发生偏转。由科里奥利力的计算公式不难看出，在北半球大气流动会向 左偏转，南半球大气流动会向右偏转，在科里奥利力、大气压差和地表 摩擦力的共同作用下，原本正南北向的大气流动变成东北－西南或东南 －西北向的大气流动。 随着季节的变化，地球表面延纬度方向的气压带会发生南北漂移， 于是在一些地方的风向就会发生季节性的变化，即所谓季风。当然，这 也必须牵涉到海陆比热差异所导致气压的不同。 科里奥利力使得季风的方向发生一定偏移，产生东西向的移动因素 ，而历史上人类依靠风力推动的航海，很大程度上集中于延纬度方向， 季风的存在为人类的航海创造了极大的便利，因而也被称为贸易风。
地球概论-第6节-地球的自转
∴ △θ∶△η =OA∶PA ∴ △θ=△η·sinφ △θ∶△t=△η ·sinφ：△t 当△t→0时，有 ： dθ∶dt=dη·sinφ∶dt
而OA∶PA=sinφ
图3--4 佛科摆偏转速度
△t 当△t→0时，有 dθ∶dt=dη·sinφ∶dt 而dθ∶dt为傅科摆偏转的角速度； dη∶dt=ω0=15°/h，为地球自转的角速度。 ∴ dθ∶dt=ω0sinφ=sinφ15°/h 即傅科摆偏转的速度与所在地的纬度的正弦成正比。 例如：在赤道上，φ=0°，sinφ=0，θ=0，傅科摆不发生偏转。 在两极，φ=90°，sinφ=1，θ=15°/h，傅科摆偏转速度最大，等于地球自转的 速度。 在南北纬30°，sinφ=1/2，θ=7.5°/h。
太阳每日赤经差季节变化的主要原因是黄赤交角。
1、同样的黄经差造成不同的赤经差；第二赤道坐标系与黄道坐 标系有共同原点（春分点），因基圈不同，黄经不同于赤经； 2、冬夏二至（黄赤二道平行）赤经差最大，视太阳日最长； 3、春秋二分（二道交角最大）赤经差最小，视太阳日最短。
每一节气的太阳黄经差都是15°， 由于黄赤交角的存在，它们造成 的赤经差却不同：二分最小，视 太阳日最短；二至最大，视太阳 日最长。 图3--14 黄赤交角与视太阳日长度
303
地球自转的后果
P75
303--1 不同天体的周日运动
1、恒星周日运动的路线（周日圈），即各自所 在的赤纬圈，都以南北天极为不动的中心 2、天和地的关系，犹如球面和球心的关系，周 日运动的方向应同地球自转方向相反 3、恒星周日运动的周期和速度，如实反映了地 球自转的周期和它的角速度
303--2 不同纬度（天体）的周日运动 P7
如图： A地的纬度为φ，经短暂的时间△t以后，它随地球自转 移至A′。PA和PA′分别表示A和A′两地经线的切线方向，两地相 交于地轴延长线上，其夹角为△θ。∠APO=φ(对应边互相垂 直)。在△t时间内地球自转的角度为∠AOA′=△η。
冲关我最棒
冲关我最棒作者：暂无来源：《百科探秘·航空航天》 2020年第4期“冲关我最棒”冲关规则：以下10道问题的答案均可在本期文章中找到，全部答对者将有机会获得精美奖品一份。
本期“冲关我最棒”答题截止日期为2020年4月30日，以当地邮戳为凭。
寄信时请把左下角的参赛标志剪下来贴在信封正面，将问题答案写在信封背面，并请在信封上注明你的姓名、通信地址、邮政编码，以便编辑部给你邮寄奖品。
你也可以将答案与个人信息发送至邮箱tanmi65@或用手机扫一扫二维码，参与答题。
开动你的脑筋，快来冲关吧！Q1.关于飞机机翼后掠角说法正确的是哪个？A.后掠角越大速度越慢B.后掠角越大速度越快C.速度与后掠角大小无关Q2.下列哪种飞机布局不属于无尾翼飞机？A.飞翼布局B.三角翼布局C.鸭式布局Q3.一般重型战斗机采用什么类型的尾翼？A.单立尾B.双立尾C.T型尾翼Q4.受地转偏向力的影响，傅科摆在南半球沿什么方向摆动？A.逆时针B.无摆动C.顺时针Q5.关于北斗导航卫星，下列说法正确的是哪个？A.原子钟可以保证北斗导航卫星授时的准确性B.北斗导航卫星只能负责导航C.北斗导航卫星比GPS卫星出现得早Q6.探测器的标记球有什么功能？A.撞击小行星B.帮助探测器定位C.帮助探测器移动Q7.小行星“龙宫”属于哪种类型？A.阿波希利型小行星B.阿登型小行星C.阿波罗型小行星Q8.银河系中心是什么？A.黑洞B.密集的恒星C.白洞Q9.银河系是什么类型的星系？A.棒旋星系B.旋涡星系C.不规则星系Q10.北半球的人在哪个季节看银河最清晰？A.春季B.冬季C.夏季2020年第3期“冲关我最棒”答案1.B2.B3.C4.A5.B6.B7.C8.A9.B 10.C2019年第12期获奖名单江苏：袁浩然周圣轩浙江：陈锦远河南：谢一凡胡康坦四川：唐宇蕾陈耀可辽宁：袁喆于子汭何润巍重庆：阙旭阳。
地球的自转及其意义
傅科摆
国葬院大厅的傅科摆 （示意图）
麦哲伦丢失的一天：
经过3年的艰苦奋斗，他们克服了难以想象的困难， 终于绕过非洲，胜利到达佛得角群岛，这时船员们异 常兴奋，因为用不了多久，他们就要回到西班牙了， 埃尔· 卡诺拿出航海日记，在上面写道：“1522年7月9 日抵达佛得角群岛”。正在这时，岸上意外地发生了 一场争吵，船员们和岛上居民交谈时说出了今天是星 期四，结果岛上的居民们纠正说：“不，今天是星期 五。”船员们感到奇怪，异口同声地对岛上的居民们 说“要知道，今天是9日。”“不，今天是10日！” 居民们更是斩钉截铁的一口咬定。
1、下列发射场中最有利于卫星发射的是（ D ） A拜科努尔（46º N） B肯尼迪（28º N） C酒泉（40º N） D库鲁（5º N）
角速度相同，线速度不同。 发射地球同步卫星与地球自转的线速度密切相关，发射场位于低纬度。
地球的自转运动
地球自转的地理意义
昼夜交替
地方时、区时 地转偏向力
S
（ 昏 线 ）
地球的自东
中心：地轴
地球的自转运动
1、地球的自转方向（自西向东）
180º
135ºW 135ºE 135ºE 180º
135ºW
90ºW
N
90ºE
90ºE
S
45ºE 0º
90ºW
45ºW 0º
45ºE
45ºW
北 逆 南 顺
逆时针
顺时针
地球自转周期
地球自转一次是一天（日）、、、、、
产生昼夜交替
（晨 晨昏 线线 ）
地球是一个不发光 也不透明的球体
地球自转
夜 半 球
昼 半 球
成因：
地方时、时区、区时
对“地转偏向力”教学的探究浅析
对“地转偏向力”教学的探究作者：罗炳清赵尊立单位：河北省永清县第一中学在地球自转地理意义中水平运动的物体产生偏移的讲解中是一个教学难点，怎样讲解学生更可以接受呢？我认为教师应具备以下知识才能在讲解中得心应手。
一、“傅科摆”试验。
众所周知，摆总是力图保持其摆动面的方向不变。
有了这个不动的摆动面作标记，人们就有条件目睹足下大地的旋转而深信不疑。
理论和实验证明，傅科摆偏转的方向，因南北半球而不同：北半球右偏，南半球左偏。
这里的“右”偏和“左”偏，是指观测者面向物体运动方向时的偏向而言的。
偏转的速度则与纬度的正弦成正比。
如图：A地的纬度为φ，经短暂的时间△t以后，它随地球自转移至A′。
PA和PA′分别表示A和A′两地经线的切线方向，两地相交于地轴延长线上，其夹角为△θ。
∠APO=φ(对应边互相垂直)。
在△t时间内地球自转的角度为∠AOA′=△η。
∵⌒AA'∶OA=△η⌒AA'∶PA=△θ(∵△很小)∴OA∶PA=△θ∶△η而OA∶PA=sinφ∴△θ=△ηsinφ△θ∶△t=△ηsinφ∶△t当△t→0时，有dθ∶dt=dηsinφ∶dt而dθ∶dt为傅科摆偏转的角速度；dη∶dt=ω0=150/h，为地球自转的角速度。
∴dθ∶dt=ω0sinφ=sinφ15o/h即傅科摆偏转的速度与所在地的纬度的正弦成正比。
例如：在赤道上，φ=00，sinφ=0，θ=0，傅科摆不发生偏转。
在两极，φ=900，sinφ=1，θ=150/h，傅科摆偏转速度最大，等于地球自转的速度。
在南北纬300，sinφ=1/2，θ=7.50/h。
二、地转偏向力。
按惯性定律推论，如果物体改变它的速度或运动方向，那么，这种变化必定是由于某种外来的影响。
于是，人们设想有一个假想的力作用于水平运动的物体，使它发生左右偏转。
法国学者科里奥利最早研究并证明它的存在，故称这种视力为科里奥利力（简称科氏力）。
地理和气象学上则形象地称它为地转偏向力，因为它是由于“地转”而发生偏向的。
地转偏向力是如何产生的？
地转偏向力是如何产生的？【多图，啰嗦长文，慎入】谢题主@黄祖标邀。
作为一个高中地理老师，我也来讲几句吧。
（好久没答题了，知乎现在的答题界面好不适应......）先说结论吧，地偏力的产生，并不是因为物体受到了力动了，而是我们参考的参照系自己在动，让我们误以为是物体受力。
所以在惯性系下，根本就不存在什么地偏力，它只是惯性产生的一种错觉。
本文结构：1.非惯性系和惯性力2.地球自转产生的惯性力3.地转偏向力的产生4.地转偏向力的计算（高中范畴）（待补完）（第一、第二部分比较啰嗦，想看图解的同学可以直接从第三部分开始）1.非惯性系和惯性力这里的几位答主已经指出，地转偏向力本质上是一种惯性力，是一种虚拟的力。
对于没有接触过非惯性系的同学来说，非惯性系的概念本身还是比较难以理解的，所以我还是从非惯性系开始讲起。
对非惯性系有所了解的同学可以直接看第二部分。
举一个非惯性系的案例——电梯：请大家想想自己在生活中乘坐厢式电梯的经历，假设你站在电梯轿厢里，你是否能判断该电梯是在上升还是在下降呢？想必是可以的，大家会说，当电梯上升的时候，会感觉身体一沉，电梯下降的时候会感觉身子一轻，这种“超重”或“失重”现象可以帮助我们判断电梯是在上升还是在下沉。
现在让我们来分析一下这种现象。
假设你手中用橡皮筋拉着一个质量为m的铁球站在静止的电梯中。
电梯启动，开始以匀加速度a上升，你会注意到“超重”，并且橡皮筋被拉长了。
橡皮筋被拉长，显然意味着，除了铁球自身的重力外，橡皮筋受到了额外的拉力。
如果你在事后用拉力计测量，你会发现，想要将橡皮筋拉到同样的长度，所需的力刚好等于铁球的重力G加上额外的拉力ma（铁球质量乘上轿厢加速度）。
换句话说，电梯轿厢的加速度a，被转移到了铁球上，只不过方向相反。
那么这个额外的拉力来自哪儿呢？你可能已经发现，这个额外的拉力，压根就找不到施力物体，就像是凭空产生的。
当然，如果你站在电梯之外，你就很容易看清。
电梯启动时，如果以地面为参照系的话，铁球其实根本就没有动，它只是试图呆在原地，但在开始起步的电梯中，显得就是要往下坠了。
傅科摆实验
傅科摆实验
傅科摆实验是由法国物理学家让-贝尔南·傅科于1851年设计并完成的经典实验。
该实验旨在验证地球自转引起的科里奥利力的存在，从而证明地球确实在自转。
实验装置
傅科摆实验的基本装置包括一个长绳索上挂有铅球的铅笔或钢球，并且被允许
在一个固定的位置和时间间隔内摆动。
挂于铅球上的铅笔在操作员引起的地面振动的情况下可以移动，而铅球则始终相对固定。
通过观察铅球的位置来研究地球自转的影响。
实验现象
在进行傅科摆实验时，观察到了一个有趣的现象。
当实验员摆动铅球时，铅球
在一定时间内似乎开始偏离其原定的路径。
这种偏移是由于地球自转引起的科里奥利力的作用，使得铅球不再按照直线路径摆动。
科里奥利力的作用
科里奥利力是一种蕴含在相对运动情况下的虚拟力。
在地球自转的情况下，科
里奥利力作用于在地球表面垂直摆动的物体上。
科里奥利力的大小和方向与物体位于地球球面上的位置相关，通常是在物体相对于地面移动的方向上产生的。
实验结果
傅科摆实验得出的实验结果清楚表明了地球自转对物体摆动轨迹的影响。
借助
铅球的规律变化，实验员可以准确测量地球自转的速度和轴向的倾斜角度。
这些数据对于进一步研究地球自转现象和科理奥力学的理解具有重要意义。
结论
傅科摆实验是一个简单而有效的实验方法，可以证明地球确实在自转，并且科
里奥利力是地球自转引起的重要影响因素之一。
通过此实验，我们可以更深入地了解地球自转对周围物体的影响，为进一步研究地球运动学和物理学提供重要参考和基础。
高中地理知识点：关于地转偏向力最好的讲解
高中地理：关于地转偏向力最好的讲解一、地转偏向力的成因根本原因：地球的自转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。
二、正确判断偏转方向原始箭头朝外再看左和右原始箭头朝外再看左和右原始箭头朝外再看左和右杨老师忍不住要讲3遍箭头朝外就好像你在草原上射箭一样三、与地转偏向力有关的知识点侵蚀岸与沉积岸平直河道的地表径流在流淌的过程中会受到地转偏向力的影响，地转偏向力使河流向那边偏转，哪边就会成为侵蚀岸，另外一岸是沉积岸。
我们称之为“凹岸侵蚀，凸岸堆积”实际运用小技巧凹岸被侵蚀以后，岸会变陡适宜建立港口但容易发生洪水，应注意加固堤坝，防洪。
凸岸以堆积为主，岸会变缓适宜建立居民区曲流的侵蚀岸与沉积岸小细节曲流在判断侵蚀岸和沉积岸的时候只需要看水来的方向即可图中的河流在①与②、③与④的时候是曲流，可直接根据水来的方向判断①与③时侵蚀岸，②与④是沉积岸。
但是⑤与⑥是平直的河道，需要根据地转偏向力进行判断。
风向的形成地球近地面由于气压差形成的风会受到地转偏向力的影响气旋与反气旋在地转偏向力的影响下北半球的气旋呈现逆时针辐合上升南半球的气旋呈现顺时针辐合上升气旋的杰出代表是台风在地转偏向力的影响下北半球的反气旋呈现顺时针辐合上升南半球的反反旋呈现逆时针辐合上升世界洋流图的形成洋流的流向会呈现出离岸的趋势这也与地转偏向力有关呢！导弹的发射假设在朝鲜沿40°N向日本发射一枚导弹，那么导弹运行的路线会受到地转偏向力的影响，正确的发射路线是朝向正东进行发射吗？学过地转偏向力的孩子们都知道，在空中运行的导弹会受到地转偏向力的影响，应该向东北的方向进行发射，加上向右的地转偏向力，才可能会击中目标哦。
列车的铁轨一辆自广州开往北京的列车，哪边的铁轨磨损比较严重呢？崇明岛会越来越接近江苏上海位于长江入海口的南岸，为侵蚀岸江苏位于长江入海口的北岸，为沉积岸因此崇明岛会越来越接近江苏哦！［知识拓展］傅科摆为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。
2023届备战高考物理核心考点日日练2.28——新高考Ⅰ卷版(广东专版)
2023届备战高考物理核心考点日日练2.28——新高考Ⅰ卷版（广东专版）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题当物体相对于地球表面运动时，会受到“地转偏向力”的影响。
“地转偏向力”不是物体真实受到的力，是由于地球自转而产生的惯性效应。
其原因是：除南北两极外，地球上各纬度的自转角速度相同，但自转线速度不同。
在北半球，物体由北向南运动的过程中，由于惯性，物体随地球自转的线速度相对地表显得慢了，因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。
“地转偏向力”对地球上所有移动的物体，包括气团、河流，运行的火车、火箭发射等都会产生影响。
通过观察“地转偏向力”对单摆的运动产生的影响可以证明地球在自转。
1851年，法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67m、直径约30cm、质量为28kg的铁球制成的单摆（傅科摆）间接证实了地球在自转。
根据以上材料，结合所学，判断下列说法正确的是（ ）A．在北半球，物体由南向北运动过程中，它会向前进方向的左侧偏转B．在南半球沿平直路面向南行驶的火车，在前进方向上对左侧轨道的压力小于对右侧轨道的压力C．在南半球，傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿逆时针方向（俯视）不断偏转D．“地转偏向力”对运动的影响程度，与物体沿南北方向相对地表运动的速度大小无关第(2)题核能的利用可有效减少碳排放。
某次核聚变实验中向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变能量输出。
下列说法正确的是（ ）A．该核反应的方程可能是B．生成物比反应物更稳定，因此生成物的比结合能更小C．产生3.15兆焦的能量只需要质量为的反应物D．该核反应必须使核之间的距离达到以内，因此需要极高的温度第(3)题加速度在描述运动变化过程时起着非常重要的作用。
下列关于加速度与速度、速度的变化量及速度的变化率关系的说法中正确的是（ ）A．速度大，则加速度大B．速度变化量小，则加速度小C．速度变化率小，则加速度小D．加速度减小，则速度一定减小第(4)题2024多哈游泳世锦赛中，“中国蛟龙”浙江运动员潘展乐获得4枚金牌并打破男子100米自由泳世界纪录，震撼了世界。
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关于傅科摆和地转偏向力——科里奥利力
首先我们说相对于转动参照系沿某方向运动的物体速度为v 。
此速度可分解为v ⊥和v 其中cos v v α=是匀速运动不产生加速度，而sin v v α⊥=是有垂直于其运动方向的科里奥利加速度2sin 2a v v ωαω==⨯的，因此他必须受到与其运动方向垂直的外力的作用才能作此运动，否则物体将沿相反的方向作加速运动，犹如受到相反方向的力——科里奥利力=2f mv ω⨯科的作用一样，如下图所示。
对于相对于自转的地球表面运动的物体，如北半球的单摆，其纬度为α，悬线沿OZ ’方
向，在没有其他外力作用时，其往返摆动的摆平面将以OZ ’为轴，沿着顺时针的方向转动。
致使摆锤在平面S 内运动，如下图所示：（在这里都涉及叉积的计算，所以本文打算另辟一段关于叉积的计算）
设在某时刻，摆锤正以速度v 通过其平衡位置向东偏南θ角的方向运动，则由于受到科里
奥利力——地转偏向力2f m v ω=⨯的作用而产生向右的加速度，为了计算此力，我们可选坐标系''''O x y z 。
这时v 可表达为：
sin cos v v i v j θθ=+
而地球自转的角速度可表达为cos sin i k ωωαωα=-+
因此二者的叉积为：
sin cos 0cos 0sin i
j k v v v ωθ
θωαωα⨯=- sin cos sin sin cos cos v i v j v k ωαθωαθωαθ=-+
其中沿竖直方向的分力不影响摆锤的旋转，而沿水平方向的两个分力为： (sin cos sin sin )
sin (cos sin )f m v i v j mv i j ωαθωαθωαθθ=-=-水平
其中cos sin i j θθ-是与v 垂直而右旋了90°的单位矢量。
由于摆锤的速度不断变化但f 水平的冲量方向始终不变。
当摆锤返回时，由于速度方向改变故其冲量方向也改变，故仍使摆平面顺时针旋转。
关于地转偏向力有两种误解，一种认为，用实验验证地转偏向力非常简单，用任何一个单摆在实验室中就可以验证。
甚至认为只要在静止的水盆中放一个火柴或牙签就可以验证。
但是在实验室中用各种摆长做了大量的实验都不能确切地证实地转偏向力的存在，另一种误解则是由于上述实验都不能确切地证实地转偏向力的存在，因而认为地转偏向力是不存在的，单摆的摆动平面是根本不会发生偏转的，并且以此叫板北京天文馆（因为北京天文馆有一个傅科摆模型）。
其实只要我们稍微计算一下就可以知道地转偏向力与摆锤所受重力相比，约为几万分之一。
因此，稍微有点摩擦力就会破坏单摆的偏转。
正因为如此，所以地转偏向力应该只在大尺度范围内例如几十乃至几百公里范围内才有突出的表现。
就如万有引力定律并不在两个人之间表现出来。
附：叉积的计算
由叉积的定义可知互相平行的两个矢量的叉积等于0，而两互相垂直的矢量的叉积的模等于两矢量的模的积。
设沿,,x y z 三个坐标轴的单位矢量分别为,,i j k 如下图所示：
则有 i j k
j k i k i j
⨯=⨯=⨯=
设二矢量
1122A x i y j
B x i y j =+=+
如下图所示，则其叉积大小应等于平行四边形OCDE 的面积S ，而此面积S 又等于OCGF 的面积，最终有S OH OF =，而1221
y OF y x x =-。
所以有：112212121
()y S x y x x y y x x =-=-。
所以有1221()A B x y x y k ⨯=-
如用坐标法计算显得更加简单如下：
11221221()()
A B x i y j x i y j x y k x y k ⨯=+⨯+=-
对于空间矢量也有类似的结果，即两矢量：
111222A x i y j z k
B x i y j z k
=++=++
则其叉积为: 122112211221()()()A B y z y z i z x z x j x y x y k ⨯=-+-+- 而： 122112211221()()()y z y z i z x z x j x y x y k -+-+-则可归纳为，计算三阶行列式的值：
1221122112211
112
22()()()i
j k y z y z i z x z x j x y x y k x y z x y z -+-+-= 有了这种坐标计算法，叉积的计算就变得容易了。