地理教学中如何使学生理解地转偏向力

地理教学中如何使学生理解地转偏向力

陈菊绒

（乾县第一中学，陕西乾县 713300）

【摘 要】在高中地理教学中，地转偏向力是教学中的一个比较抽象的概念，学生普遍难以理解。文章从实验入手，联系实际生活经验，使学生更好的理解地转偏向力。

【关键词】地理教学；地转偏向力；实验

【中图分类号】G632.4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2010)01-0167-01

在高中地理教学中，地转偏向力是教学中的一个比较抽象的概念，学生普遍难以理解。根据教学经验，首先应该从实验入手，再联系实际生活经验讲解，使学生更好的理解地转偏向力。

（一）通过实验证明地球自转偏向力 为了使学生能直观地观察地球自转偏向力，可以用一个地球仪使地轴垂直于地平面，将地球仪北极向上，先在北半球高纬度处滴一至二滴红墨水，红墨水在地球仪不转动的情况下，就会沿着经线向低纬度流动并留下墨迹，然后自西向东转动地球仪，再在高纬度原地点滴一至二滴蓝墨水，会发现蓝色墨水流动的方向与原来红色墨水流动的方向比较发生了向右改变。同样将地球仪侧转过来，南极向上，用同样方法进行两次演示，比较观察，可发生蓝色墨水流动的轨迹与红色墨水流动的轨道相比，向左偏转了。再将地球仪静止平放，地轴与地平的平行，在赤道上某点滴一至二滴红墨水，发现红墨水的流动沿赤道线而行；然后在原点再滴一至二滴蓝墨水，并转动地球仪，发现蓝墨水流动轨道与红墨水一致，说明其流动轨道未受地球自转影响。因此，可以证明，在地转偏向力的影响下，水平运动的物体发生偏向的规律为：北半球右偏，南半球左偏，赤道上没有偏向。

（二）地球自转偏向力在地理中的应用 风在气压梯度力的作用下吹起来了，可是风一旦起步行走，却并不朝着气压梯度力所指的方向从高压一边直接迈向低压一边，而是不断地偏转它的方向，在北半球向右偏转，在南半球则向左偏转，这是无数次观测早已证明了客观事实，可见，一定还有一种什么力量从风的一侧拉着它转向。用纸板做一个圆盘，把圆盘的中心固定起来，使它能够转动，再准备一支铅笔、一把直尺，把直尺放在圆盘上，随便取什么方向都行，然后让铅笔紧靠直尺的边沿在圆盘上前进，这时候笔尖在圆盘上留下痕迹AB是一条直线，这说明在不转动的圆盘上，运动着的笔尖完全遵循你手用力的方向前进，并没有什么偏向力来干扰。把圆盘转动起来而使直尺仍保持原来的位置固定不动，偏向力就马上显示出它的作用来，以逆时针的方向来转动圆盘，让铅笔尖紧挨着直尺边沿前进，前进的方向，按上下左右各个方向都可试一试。当笔尖从直尺边沿的起点A至B处时，圆盘已转动了一个角度，圆盘上笔尖下的起点A转到A′，结果笔尖在圆盘上留下的痕迹A′B不是直线，而是一条不断向右偏转的曲线。如果按照顺时针方向来转动圆盘，那么笔尖在圆盘上留下的足迹是一条不断向左偏转的曲线。对直尺来说，笔尖的运动始终呈直线状态，因为它始终没有离开直尺的边沿，但是对转动着的圆盘来说，笔尖的运动是曲线运动。地球一刻不停地自转，人们脚下踩着的大地就好象是一只转动着的大圆盘，从北极上空往下望，这只大圆盘以逆时针方向在运转；从南极上空往下望，这只大圆盘运转的方向则是顺时针的。走在这只大圆盘上的空气―风，之所以发生偏向，就是由于风与转动着的地面发生了相对运动。由此看来，风偏离气压梯度力的方向，并不是真有一个什么力量在起作用，地转偏向力不过是人们为了便于对这种偏向现象进行研究而假想的一种力。这种假想的力与风向是垂直的，在北半球指向风向的右侧，而在南半球指向风向的左侧，由于它只说明空气和转动着的地面之间存在相对运动，而并不是作用于空气的实际的力，因此只能使风向偏转，而不能使风起动，也不能使已经起动的风改变速率。风的起动和快慢，都取决于气压。有了气压梯度力，也必然会相应地产生风，从而也产生地转偏向力，而且风愈大，产生的地转偏向力也愈大。

（三）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.水漩涡的形成。当打开水龙头向塑料桶中注水时，当水库放水（放水口在水下）时，水槽放水时等，都会看到在水面形成漩涡，注水时呈顺时针旋转，放水时呈逆时针旋转。当向桶中注水时，水从注水点向四周流动，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈顺时针方向旋转。放水时表面水都流向下层出水点，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈逆时针方向旋转。不过江河中的漩涡不一定符合这一规律，因为它还受到河床特征的影响。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.左右鞋磨损程度不同。这是由于两只鞋的受力差异而形成的。（下转第115页）

【收稿日期】2009-08-02

【作者简介】陈菊绒（1966－），女，乾县第一中学教师。

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（3）监测冷冻水流量，再根据供回水温差计算空调系统的冷负荷，根据冷负荷的大小，通过变频调速装置调节冷冻水泵转速的快慢，实现节能的目的。其中水泵变频器运行频率上限值为45Hz、下限值为30Hz。

3.空调系统热源控制原理图

实验室空调系统的热源由供热系统提供，整个热源系统由蒸汽锅炉、补水定压箱、凝水箱、热水循环泵、补水泵、板式换热器组成。其中热水循环泵为一备一用。控制系统的现场监测和控制设备由下位机PLC、热给/回水温度传感器、水泵流量传感器、水泵压力传感器、锅炉出口蒸汽压力传感器、锅炉出口蒸汽温度传感器、板式换热器冷介质出/入口温度传感器、板式换热器热介质出/入口温度传感器、电磁阀等组成。其控制系统原理图如图4所示：

系统的监控原理如下：

（1）PLC下位机对蒸汽锅炉、热水循环泵、补水泵的运行状态、故障状态、手/自动状态反馈信号进行监测，并控制这些设备的启停，并能对故障进行报警。

（2）对热水的供、回水温度进行监测保证其在正常范围。锅炉输出饱和的蒸汽，经热交换后向空调机组提供温度较高的热水。回水温度反映了系统热负荷的大小，回水温度高，系统热负荷小，反之热负荷高。

（3）对板式换热器的运行参量、运行状态监测及控制，如：板式换热器一次侧蒸汽出/入口温度的检测，二次侧热给

水出口温度的检测，二次侧热循环水入口温度的检测。

图4空调系统热源自动控制原理图

4.试验房间空调机组控制原理图

实验房间空调机组主要由新风阀、回风阀、排风阀、过滤器、冷/热盘管、送风机组成。控制系统中的现场设备由下位机PLC、送/回风温度传感器、送/回风湿度传感器、送/回风风速传感器、送风管道静压传感器、回风二氧化碳传感器、防冻开关、压差传感器、风阀执行器、电磁阀等组成。其控制系统原理图如图5所示：

系统的监控原理如下：

（1）电动风阀与送风机回风机的连锁控制。当送风机、回风机关闭时，新风阀、回风阀、排风阀都关闭。新风阀和排风阀同步动作，与回风阀动作相反根据新风、回风及送风焓值的比较，调节新风阀和回风阀的开度。当风机启动时，新风阀打开；风机关闭时，新风阀关闭。

（2）当过滤网两侧压差超过设定值时，压差开关送出过

滤网堵塞信号，并由监控工作站发出报警信号。

图5实验房间空调机组自动控制原理图

（3）送风温度传感器检测出实际送风温度，送往计算机与给定值进行比较，经计算机的计算后，输出相应的模拟信号，控制水阀的开度，直到实测温度非常逼近和等于设定温度。

（4）送风湿度传感器检测出实际送风湿度，送往计算机与给定值进行比较，经计算机的计算后，输出相应的模拟信号，调节加湿阀的开度，控制房间湿度达到设定值。

（5）由设定的时间表对风机启停进行控制，并自动对风机手动/自动状态、运行状态和故障状态进行监测；对送风机、回风机的启停进行顺序控制。

（四）结束语

本文设计了以PC机和PLC为核心的暖通空调计算机分布式控制系统，实现了制冷系统的自动控制、空热系统的自动控制、空调机组的自动控制，并使各子系统协调工作，节能减耗。并使得实验室暖通空调系统更加完善，方便了同学和老师今后进行实验。

【参考文献】

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（上接第167页）在北半球，由于地转偏向力作用于右侧，所以人们常发现右鞋磨损比左鞋要多些。4.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。5.机械设备都是顺时针旋转。电扇、电机、柴油机、水轮机等都是顺时针旋转。在北半球顺时针旋转，地转偏向力指向轴心，由于物质的向心作用，使机械设备更耐用、更牢固。而逆时针旋转时地转偏向力指向外，由于物质的离心运动，机械设备易损坏，使用寿命缩短。

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