時(shí)間：2023-06-02 09:57:12
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地球自轉(zhuǎn)方向，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.利用地球儀正確演示地球自轉(zhuǎn)，并從各角度觀察地球自轉(zhuǎn)的基本特征，增強(qiáng)地理空間思維能力和想象力，培養(yǎng)實(shí)際操作和動(dòng)手能力。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，觀察并體會(huì)地球自轉(zhuǎn)時(shí)各地的晝夜變化，從而理解各地時(shí)差，提高發(fā)現(xiàn)及加工地理信息的能力。
3.通過(guò)發(fā)現(xiàn)生活中與地球自轉(zhuǎn)相關(guān)的地理現(xiàn)象，激發(fā)地理探究心理，初步養(yǎng)成求真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：地球自轉(zhuǎn)方向及產(chǎn)生的地理現(xiàn)象。
教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)生通過(guò)日常現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)，推理、想象地球自轉(zhuǎn)方向及自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理現(xiàn)象。
教學(xué)方式
本節(jié)利用擬人化手法虛擬了一個(gè)貫穿整體探究過(guò)程的情境――愛(ài)運(yùn)動(dòng)的“地球先生”。利用畫(huà)外音的方式以“地球先生”的口氣設(shè)疑并貫穿整節(jié)課，促使學(xué)生始終對(duì)教學(xué)內(nèi)容保持高度的興趣與關(guān)注，積極主動(dòng)地進(jìn)行探究活動(dòng)。
利用充氣地球儀作為道具模擬地球自轉(zhuǎn)，增強(qiáng)空間想象力。實(shí)驗(yàn)演示“晝夜更替”這一內(nèi)容，因考慮到并不能完全保證在暗室中進(jìn)行，故由教師參與拍攝微電影的形式進(jìn)行，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣與熱情。
教學(xué)過(guò)程
1.課堂導(dǎo)入
情境：地球先生出場(chǎng)（配樂(lè)：《非誠(chéng)勿擾》男士出場(chǎng)曲）。
教師引導(dǎo)：你們了解這位先生哪些方面呢？
學(xué)生活動(dòng)：回憶舊知。
2.新課教學(xué)
活動(dòng)1：區(qū)分自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“這是我平時(shí)和我的幾位兄弟一起做運(yùn)動(dòng)時(shí)的視頻，你們能找到我嗎？觀察一下我不停地在做幾種運(yùn)動(dòng)呢？”
【展示】Flas：太陽(yáng)系各行星運(yùn)動(dòng)及地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)
學(xué)生活動(dòng)：觀看動(dòng)畫(huà)，思考、討論、嘗試描述并區(qū)分地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【明確主題】“自轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)
活動(dòng)2：感受地球自轉(zhuǎn)
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“你們能感受到我在自轉(zhuǎn)嗎？”
【展示】Flas：太陽(yáng)、月亮、星星的東升西落
學(xué)生活動(dòng)：感受地球自轉(zhuǎn)。
①在平時(shí)的生活中能感受到地球的自轉(zhuǎn)嗎？②與同組的同學(xué)交流。③每組選擇1位同學(xué)在紙上畫(huà)出各組的想法。④4分鐘后將本組想法與大家分享。
【補(bǔ)充】傅科擺運(yùn)行的GIF動(dòng)畫(huà)及相關(guān)資料
學(xué)生活動(dòng)：觀察傅科擺奇妙的運(yùn)行軌跡，思考其與地球自轉(zhuǎn)的關(guān)系。
共同總結(jié)：生活中我們可以通過(guò)一些地理現(xiàn)象感受“地球先生”的自轉(zhuǎn)。
活動(dòng)3：觀察地球自轉(zhuǎn)
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“仔細(xì)觀察，我怎樣自轉(zhuǎn)的？”
【展示】Flas：地球自轉(zhuǎn)及彈跳球、搖擺球、足球
學(xué)生活動(dòng)：判斷地球自轉(zhuǎn)中心。
①觀察判斷：判斷地球自轉(zhuǎn)方式與三種球體旋轉(zhuǎn)方式是否相同，確認(rèn)地球繞一個(gè)中心軸（地軸）旋轉(zhuǎn)。
②模擬自轉(zhuǎn)：1位學(xué)生用充氣地球儀，模擬地球繞地軸自轉(zhuǎn)，另1位學(xué)生觀察，并指出模擬是否正確。
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“如果你能在太空中看到我，請(qǐng)給我360°無(wú)死角的拍攝哦，仔細(xì)觀察，看看我自轉(zhuǎn)的方向是？”
【展示】Flas：地球自轉(zhuǎn)（正視、俯視、仰視）
學(xué)生活動(dòng)：三個(gè)角度觀察地球自轉(zhuǎn)方向。
①在北半球某地貼黃色，在南半球某地貼上藍(lán)色。②1位學(xué)生自西向東勻速轉(zhuǎn)動(dòng)地球，另1位學(xué)生正視、俯視、仰視觀察并說(shuō)出觀察到的自轉(zhuǎn)方向，互換。③畫(huà)出正視、俯視、仰視時(shí)自轉(zhuǎn)方向。④推選2名代表。1名展示繪制的地球自轉(zhuǎn)方向。另1名演示并說(shuō)明。
教師引導(dǎo)：①教師利用地球儀演示地球自轉(zhuǎn)，示范如何從三個(gè)角度觀察地球自轉(zhuǎn)
②利用鐘表GIF動(dòng)畫(huà)解釋“順時(shí)針”“逆時(shí)針”
共同總結(jié)：自轉(zhuǎn)方向是自西向東。從北半球看，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，南半球看，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“仔細(xì)觀察，我自己旋轉(zhuǎn)1圈需要花多長(zhǎng)時(shí)間呢？”
【展示】Flas：太陽(yáng)、月亮、星星的東升西落
學(xué)生活動(dòng)：聯(lián)系生活實(shí)際，回答。
活動(dòng)反饋：地球先生：我一刻不停地繞著地軸自西向東地旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)1圈需要1天。
活動(dòng)4：觀察地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象
情境承轉(zhuǎn)：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“為了讓大家了解我，我特意請(qǐng)朱導(dǎo)給我拍了一個(gè)微電影，名字叫‘我的一天’”。
（1）晝夜更替現(xiàn)象
【展示】微電影“我的一天”（教材活動(dòng)題1模擬地球晝夜交替現(xiàn)象）
教師引導(dǎo)：從微電影中，地球先生自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)讓地球上的人們?cè)谝惶斓臅r(shí)間里經(jīng)歷了什么？
學(xué)生活動(dòng)：觀看微電影并思考（產(chǎn)生晝和夜）
【補(bǔ)充】晨昏線、晨線及昏線
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“如果我是透明的，會(huì)發(fā)生什么呢？”
【展示】透明的地球
學(xué)生活動(dòng)：觀察并思考（預(yù)設(shè)：只有晝）
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“如果我像太陽(yáng)一樣，自己會(huì)發(fā)光，會(huì)發(fā)生什么呢？”
【展示】發(fā)光的地球
學(xué)生活動(dòng)：觀察并思考（預(yù)設(shè)：只有白天沒(méi)有夜晚，沒(méi)有人類，沒(méi)有動(dòng)植物……）
情境：地球先生說(shuō)：（畫(huà)外音）“如果我哪天累了，不想自轉(zhuǎn)了，又會(huì)發(fā)生什么呢？”
【展示】靜止的地球
教師引導(dǎo)：是否有晝夜？地球任何地點(diǎn)是否能感受到晝夜交替現(xiàn)象？
學(xué)生活動(dòng)：觀察并思考（預(yù)設(shè)：有晝夜，但沒(méi)有晝夜交替現(xiàn)象）
課堂反饋：因?yàn)槲沂且粋€(gè)不透明的球體，所以在任何時(shí)刻，陽(yáng)光只能照亮我的一半。被太陽(yáng)照亮的半球是白天（晝），未被照亮的半球是黑夜（夜）。更因?yàn)槲也煌５淖赞D(zhuǎn)，所以生活在地球上的人們每天都經(jīng)歷著晝夜更替現(xiàn)象。
（2）時(shí)差
【情境承轉(zhuǎn)】地球先生：（畫(huà)外音）跟你們說(shuō)件有意思的事情哦～今年7月14日下午16：00（巴西時(shí)），巴西世界杯決賽拉開(kāi)戰(zhàn)幕。而中國(guó)球迷和“偽球迷”們卻為了看這場(chǎng)決賽而與睡神苦苦抗?fàn)幹?/p>
教師引導(dǎo)：為什么下午4：00球迷們會(huì)與睡神苦苦抗?fàn)幠兀繒r(shí)差給人們的生活帶來(lái)哪些影響呢？
學(xué)生活動(dòng)：感受地球各地時(shí)間差異。思考（預(yù)設(shè)：因?yàn)槲覀兒桶臀鞔嬖跁r(shí)差）；分享生活中感受到的由于時(shí)差造成影響的例子。
【展示】酒店大堂不同時(shí)間的鐘；香港股市下午3：00收盤(pán)；美國(guó)紐約回來(lái)后倒時(shí)差。
教師引導(dǎo)：時(shí)差產(chǎn)生原因
【提示】經(jīng)度沒(méi)相差15度，時(shí)間差1個(gè)小時(shí)。幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)：日出（晨）、中午、黃昏、子夜。
學(xué)生活動(dòng)：①在地球儀上找到北京、開(kāi)羅、紐約三個(gè)城市。
②將北京移動(dòng)至晨線上，觀察當(dāng)北京為早晨6：00時(shí)，開(kāi)羅和紐約的時(shí)間。
③1位學(xué)生自西向東勻速轉(zhuǎn)動(dòng)地球，另1位學(xué)生觀察三座城市日出的先后順序，并描述所看到的。
師生共同研討：東邊比西邊先看到日出
【活動(dòng)反饋】地球先生：因?yàn)槲业淖赞D(zhuǎn)，不同經(jīng)度的地方會(huì)出現(xiàn)時(shí)差現(xiàn)象。東邊地點(diǎn)要比西邊地點(diǎn)早看到日出。
【課堂反饋】
你們已經(jīng)了解了我喜愛(ài)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，下面，我來(lái)考考大家！
①?gòu)哪蠘O點(diǎn)仰視我，我在進(jìn)行著順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。②因?yàn)槲以谝豢滩煌５淖赞D(zhuǎn)，所以，地球上就有了晝夜。③南京青奧會(huì)開(kāi)幕式是8月16日20：00，那時(shí)在摩納哥運(yùn)動(dòng)員的家人們正準(zhǔn)備起床。
學(xué)生活動(dòng)：思考并判斷真假
【課堂總結(jié)】
本節(jié)課，我們認(rèn)識(shí)了這位愛(ài)運(yùn)動(dòng)的“地球先生”，認(rèn)識(shí)了他喜愛(ài)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。我們尋找證明他自轉(zhuǎn)的證據(jù)，我們探討他自轉(zhuǎn)的規(guī)律，我們感受自轉(zhuǎn)給我們帶來(lái)的影響，我們將持續(xù)關(guān)注愛(ài)運(yùn)動(dòng)的他！
【拓展延伸】
①微電影：隨處可見(jiàn)的自轉(zhuǎn)影響力（實(shí)驗(yàn)：感受水的漩渦）②視頻：科里奧利效應(yīng)
（附件）
附件1：“我的一天”微電影
第1幕：教師手拿寫(xiě)字板，寫(xiě)字板上一張張呈現(xiàn)以下內(nèi)容
微電影“我的一天”
導(dǎo)演：朱玲
編劇：教科書(shū)女士
演員：地球儀先生、手電筒女士
ACTION
第2幕：演示地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生晝夜更替現(xiàn)象
（在地球儀上用紅旗標(biāo)注北京，以北京在晨線上為基準(zhǔn)，進(jìn)行自西向東旋轉(zhuǎn)）
附件2：“隨處可見(jiàn)的自轉(zhuǎn)影響力”微電影
第1幕：教師手拿寫(xiě)字板，寫(xiě)字板上一張張呈現(xiàn)以下內(nèi)容
微電影“我自轉(zhuǎn)的影響力”
導(dǎo)演+編劇：朱玲
演員：水先生，小紅紙片姑娘
ACTION
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能：理解沿地表水平運(yùn)動(dòng)物體的偏移規(guī)律；學(xué)生能運(yùn)用地轉(zhuǎn)偏向力解釋一些自然現(xiàn)象。
2.過(guò)程與方法：通過(guò)運(yùn)用雨傘模擬演示地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，觀察傘面上的水流情況，使學(xué)生能通過(guò)事實(shí)理解地轉(zhuǎn)偏向力的存在及沿地表水平運(yùn)動(dòng)物體的偏轉(zhuǎn)規(guī)律，從而解釋生活中的一些現(xiàn)象。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的探索精神。
【重難點(diǎn)】
重點(diǎn)：地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力在生活實(shí)際中的應(yīng)用。
難點(diǎn)：證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在。
【課前準(zhǔn)備】準(zhǔn)備一把傘，其中一面貼上白紙；粉色的顏料水。
【教學(xué)過(guò)程】
一、新課導(dǎo)入（2分鐘）
情境導(dǎo)入：大家有沒(méi)有注意過(guò)家里水池里的水是怎樣向下運(yùn)動(dòng)的？直著向下還是旋轉(zhuǎn)著向下？天氣預(yù)報(bào)的衛(wèi)星云圖上我們看到的臺(tái)風(fēng)是怎樣運(yùn)動(dòng)的？這些現(xiàn)象的原因是什么呢？今天這節(jié)課就讓我們一起來(lái)一探究竟。
（設(shè)計(jì)意圖）從學(xué)生熟悉的生活實(shí)際入手，一方面提醒學(xué)生要注意留心觀察身邊的一些自然現(xiàn)象，另一方面通過(guò)設(shè)問(wèn)激發(fā)學(xué)生的求知欲
二、講授新課
【實(shí)驗(yàn)探究1】下面讓我們一起做一個(gè)地理實(shí)驗(yàn)。需要一個(gè)同學(xué)幫忙，哪位同學(xué)愿意？
（老師撐開(kāi)雨傘，拿起裝滿顏料水的杯子，學(xué)生頓時(shí)好奇起來(lái)，相當(dāng)一部分學(xué)生掙大眼睛看著老師。）
師：現(xiàn)在請(qǐng)這位同學(xué)蹲著，傘桿與傘面的交接點(diǎn)表示北極點(diǎn)，用雨傘為同學(xué)們演示一下地球自轉(zhuǎn)的方向。其他同學(xué)判斷正確與否。
生：自西向東。
師：若從北極上空看，呈什么時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。
生：逆時(shí)針。
（設(shè)計(jì)意圖）讓學(xué)生動(dòng)手演示自轉(zhuǎn)方向，從說(shuō)到做的過(guò)程轉(zhuǎn)換。同時(shí)鞏固了對(duì)地球自轉(zhuǎn)方向的掌握。
師：現(xiàn)在我往靜止的雨傘上滴顏料水，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察水流的方向，并說(shuō)出水流的方向，標(biāo)注出移動(dòng)軌跡1。
生1：就這樣直接往下流（邊說(shuō)邊用手比劃著）。
生2：沒(méi)有什么奇怪的啊！
（設(shè)計(jì)以圖）先模擬“地球”靜止時(shí)的水流運(yùn)動(dòng)情況，做好鋪墊，由易到難，符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)。
師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)較快勻速地以自西向東方向轉(zhuǎn)動(dòng)雨傘，老師往雨傘同樣的位置滴顏料水，請(qǐng)其他同學(xué)仔細(xì)比較雨傘上水流的流向和雨傘靜止時(shí)的水流的方向有什么不同？標(biāo)注出移動(dòng)軌跡2。
生1：往一側(cè)偏過(guò)去了。
生2：往左偏。
生3：哪有啊？是往右偏的。（學(xué)生開(kāi)始有點(diǎn)爭(zhēng)論）
師：假如我們以水流前進(jìn)的方向?yàn)榍胺剑敲磿?huì)是往哪邊偏了呢？
生：往右邊偏。
師：水流的方向怎么會(huì)往右偏了呢？是水流的方向偏了呢？還是雨傘的轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致水流看上去發(fā)生了偏向呢？
生：是雨傘的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致水流上看去往右偏。
（設(shè)計(jì)意圖）模擬“地球”不斷自轉(zhuǎn)中的水流情況，并讓學(xué)生對(duì)比分析兩種情況的水流方向，同時(shí)描述兩者之區(qū)別，真正理解水流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是地球的自轉(zhuǎn)，突出了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。通過(guò)學(xué)生觀察、描述水流偏轉(zhuǎn)的方向，在答案的沖突中讓學(xué)生真正理解偏轉(zhuǎn)規(guī)律的前提是面向物體運(yùn)動(dòng)方向。通過(guò)設(shè)疑激發(fā)學(xué)生思考，并與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”進(jìn)行比較分析，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)之后對(duì)水流方向的影響。
師：假如現(xiàn)在水流的方向變成了北半球河流里的水流，雨傘變成了自轉(zhuǎn)中的地球，從地球上看水流方向會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？
生：一樣的，往右偏。
（設(shè)計(jì)意圖）從“實(shí)驗(yàn)”到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)換，使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)”來(lái)獲得地理知識(shí)。
師：如果從南極上空看會(huì)怎么樣呢？
生：往右偏，往左偏。（學(xué)生意見(jiàn)仍然有分歧）
師：請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)演示一下南半球的情況，看誰(shuí)的觀點(diǎn)正確。
生：模擬演示地球自轉(zhuǎn)，在同樣的位置滴顏料水，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察水流的方向，并說(shuō)出水流的方向，標(biāo)注出移動(dòng)軌跡3。
師：由于地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致水平運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)方向，在地球上看，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。法國(guó)科學(xué)家科里奧利在19世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)并描述了這種現(xiàn)象。我們假想地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了一個(gè)力導(dǎo)致了這種現(xiàn)象，把這個(gè)力稱為地轉(zhuǎn)偏向力。它的性質(zhì)：只作用于水平運(yùn)動(dòng)的物體，并垂直于物體運(yùn)動(dòng)的方向，在北半球指向右側(cè)，在南半球指向左側(cè)，赤道上不受它的影響。這個(gè)力實(shí)際上不存在，我們只是用它來(lái)形象地描述地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致水平運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生偏向的現(xiàn)象。赤道上的情況請(qǐng)同學(xué)們課下小組合作設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證一下規(guī)律。教師板書(shū)：
三、沿地表水平運(yùn)動(dòng)物體的偏移
1、地轉(zhuǎn)偏向力
師：像流水這樣在地球上做水平運(yùn)動(dòng)的物體，你能舉出幾個(gè)例子嗎？
生：例舉不同的答案。
師：有大氣水平運(yùn)動(dòng)――風(fēng)、火車、汽車等。
師：現(xiàn)在我們用圖示來(lái)描述一下地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致水平運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生偏向。請(qǐng)同學(xué)們用虛線來(lái)表示物體水平運(yùn)動(dòng)的趨向，用實(shí)線來(lái)表示受地球自轉(zhuǎn)偏向力作用后的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，分別描述北半球和南半球的偏向情況。
學(xué)生在自己的筆記本子上畫(huà)圖。（老師走到學(xué)生之間，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并指導(dǎo)部分學(xué)生，然后在黑板上畫(huà)出正確答案。）
師：長(zhǎng)江自西向東流入東海，在入海口附近，水流的偏向是怎樣的？請(qǐng)同學(xué)們用圖來(lái)描述。
生：往右偏。
師：水流偏向右，對(duì)河岸將有什么樣的影響呢？
（學(xué)生陷入思考，一些學(xué)生猜測(cè)答案。）
師：河流右側(cè)的水流速度快，將沖刷南邊的河岸，使得河岸被侵蝕，往后退縮。而北岸呢，水流流速較慢，泥沙將容易沉積，河岸不斷地往前伸。請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合圖冊(cè)來(lái)看看長(zhǎng)江三角洲的發(fā)育過(guò)程。
（設(shè)計(jì)意圖）通過(guò)實(shí)例分析，理解水平運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏向產(chǎn)生的影響。讓學(xué)生學(xué)會(huì)用地理原理解釋地理現(xiàn)象。
【實(shí)驗(yàn)應(yīng)用】
請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出由北向南入海的密西西比河的入海口水流的偏向？由西往東入海的贊比西河入海口水流的偏向？
（設(shè)計(jì)意圖）針對(duì)南北半球地轉(zhuǎn)偏向力不同狀況，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解釋實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用。同時(shí)也為后續(xù)學(xué)氣運(yùn)動(dòng)等知識(shí)打下基礎(chǔ)。
【實(shí)驗(yàn)小結(jié)】
通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，我們發(fā)現(xiàn)了水平運(yùn)動(dòng)的物體由于地球自轉(zhuǎn)的影響，運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生了偏向，在北半球右偏，南半球左偏，赤道上不偏。我們假想地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了一個(gè)力――地轉(zhuǎn)偏向力導(dǎo)致了這種現(xiàn)象，它只作用于水平運(yùn)動(dòng)的物體，并垂直于物體運(yùn)動(dòng)的方向。
歷史上最有名的證明地球在自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)被人們稱為傅科擺實(shí)驗(yàn)。說(shuō)起傅科做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，還別有趣味。那么，我們先來(lái)看這個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后再自己動(dòng)手做做。
話說(shuō)1851年的一天。法國(guó)物理學(xué)家傅科帶著他的兩位青年助手來(lái)到巴黎的先賢祠。他們?nèi)艘贿M(jìn)門(mén)便東張張，西望望，來(lái)在祠的中央止步了。抬頭向穹頂望去。他們觀看了一陣以后又一同離開(kāi)這座大建筑物。
祠里的管事覺(jué)得這三人的行跡可疑，便立即向祠主管秉報(bào)。主管吩咐“要警惕他們，防止他們行竊或破壞”。
第二天，傅科和他的兩位助手再次來(lái)到先賢祠。不過(guò)，這次他們不是空手來(lái)，而是攜帶著一些器物，因而行動(dòng)起來(lái)比較遲緩。管事躲避在暗處，目不轉(zhuǎn)睛地盯住他們的一舉一動(dòng)。只見(jiàn)其中一位助手腰間系著一根長(zhǎng)繩，像猴子似的在一根大柱子上登攀。不一會(huì)兒這年輕人便爬到穹頂。“莫非他要盜竊穹頂上的雕刻木板?”可是，那年輕人將繩子一端系在屋梁以后。便從原來(lái)那根大柱子很快地滑下來(lái)。
那管事剛松一口氣，站在下面的那位助手卻立即行動(dòng)起來(lái)。他將一個(gè)金屬球懸掛在繩子的末端，隨后又在地板上沿南向北方向畫(huà)出一條白線，繼而推動(dòng)金屬球沿著白線來(lái)回?cái)[動(dòng)起來(lái)。
管事在旁暗自思忖：他們?cè)诟墒裁矗瑫?huì)不會(huì)搞定時(shí)爆炸，那個(gè)黑球說(shuō)不定就是以擺動(dòng)次數(shù)作為計(jì)時(shí)的定時(shí)炸彈?一想到這里便覺(jué)得不能讓他們?cè)谀抢锢^續(xù)胡搞下去了。于是，他一個(gè)箭步?jīng)_上前去。并大喝一聲：“快住手，不許你們?cè)谶@里搞定時(shí)爆炸!”隨即又迅速用雙手穩(wěn)住正在緩緩擺動(dòng)的金屬球。
傅科站出來(lái)說(shuō)： “請(qǐng)這位先生讓開(kāi)點(diǎn)，先讓我們做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)，再向你解釋清楚。”
“做什么實(shí)驗(yàn)?”管事疑惑地問(wèn)道。
“證明地球自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)。”傅科回答說(shuō)。
“你們?cè)谟夼耍嗽趺茨軌蚩吹玫降厍蜃约涸谵D(zhuǎn)動(dòng)呢?”管事以難于置信的口氣發(fā)問(wèn)。
“那就請(qǐng)你耐心看看我們的實(shí)驗(yàn)吧!”說(shuō)完，傅科便叫助手推動(dòng)金屬球沿著白線方向擺動(dòng)。
開(kāi)始的時(shí)候，金屬球沿著白線有節(jié)奏地一下一下地?cái)[動(dòng)著。隨后。金屬球擺動(dòng)的方向漸漸地偏離了白線，由東向西旋轉(zhuǎn)著。幾小時(shí)后，金屬球擺動(dòng)的方向相對(duì)于白線形成個(gè)很大的角度。
這時(shí)。傅科指著出現(xiàn)的金屬球舞動(dòng)方向與白線的夾角對(duì)管事說(shuō)： “這下子可看見(jiàn)了吧!這就是地球自轉(zhuǎn)的證明。”
“這種夾角怎能證明地球自己在轉(zhuǎn)動(dòng)呢?”管事更加丈二和尚摸不著頭腦了。
原來(lái)，地球像個(gè)巨大的陀螺，一刻不停地自西向東旋轉(zhuǎn)著，每轉(zhuǎn)一圈就是一晝夜。地球是向東轉(zhuǎn)動(dòng)著，而慣性使金屬球始終保持原來(lái)的擺動(dòng)方位，便產(chǎn)生金屬球擺動(dòng)面向西偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，因而出現(xiàn)與地板上的白線有一個(gè)較大的夾角。擺動(dòng)方向的改變，在南北極只要24小時(shí)就能改變360°；到了北京，約需40小時(shí)才行；在赤道上，就不會(huì)看到擺動(dòng)的方向有所改變了。
后人為了表彰傅科證明地球自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，便將這種金屬球大擺命名為“傅科擺”。我國(guó)北京天文館大廳里也有這種傅科擺。同樣日夜向人們揭示著地球白轉(zhuǎn)的秘密。
現(xiàn)在，就讓我們自己來(lái)做類似于傅科擺的實(shí)驗(yàn)吧。
實(shí)驗(yàn)一
取直徑為50厘米的白色搪瓷面盆一只。為便于觀察，用特種鉛筆，在面盆邊緣沿順時(shí)針向每隔30°作一標(biāo)記，將其12等分。分別為0°、30°、60°、90°、…、180°、…、270°、…、360°，如上圖。為防止外界振動(dòng)和干擾，將盛滿清水的面盆置于底摟的水泥地面。取一張吹塑紙。用刀片剪裁成寬0.1～0.2厘米、長(zhǎng)8厘米的紙條(當(dāng)然也可用笛膜或細(xì)竹絲代替)。將吹塑紙條浮于面盆水面，兩端平穩(wěn)地指向0°和180°。為防止風(fēng)吹和外界影響，可在面盆上蓋一薄板。經(jīng)過(guò)3～4小時(shí)，輕輕打開(kāi)薄板，你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，吹塑紙條沿順時(shí)針?lè)较颉稗D(zhuǎn)過(guò)”一個(gè)角度。由于面盆隨著地表作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而浮于水面的吹塑紙條并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，其指示的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，恰恰驗(yàn)證了地球的自轉(zhuǎn)。
實(shí)驗(yàn)二
先看幾個(gè)有趣的問(wèn)題。
1.當(dāng)物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)，物體受到的萬(wàn)有引力等于重力與物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力的合力。只是向心力很小，常忽略。若地球轉(zhuǎn)速加快，物體會(huì)飄起來(lái)，則物體所受的萬(wàn)有引力等于物體在此位置的重力，同時(shí)也作為物體的向心力。
兩種情況比較，萬(wàn)有引力不變，向心力變大，則重力應(yīng)變小，結(jié)果是重力變大，等于萬(wàn)有引力。應(yīng)如何解釋？
2.物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)的失重問(wèn)題。
此時(shí)，用分解法理解：物體受到的萬(wàn)有引力等于重力加向心力。用合成法理解：物體受到的萬(wàn)有引力與地面的支持力的合力為物體所需的向心力。
兩種對(duì)比，此時(shí)物體受到的重力應(yīng)等于地面對(duì)物體的支持力，與失重現(xiàn)象不符合，如何解釋？
其實(shí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要向心力，如果做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的話，是合外力提供的向心力。物體在地球上，受到萬(wàn)有引力和地面的彈力兩個(gè)力，是這兩個(gè)力的合力提供了向心力，而重力與彈力（支持力）是一對(duì)平衡力，所以是兩個(gè)力的合力，即萬(wàn)有引力的一個(gè)分力來(lái)提供向心力。但是如果自轉(zhuǎn)加快需要的向心力變大，離開(kāi)地面前，則在此過(guò)程中彈力一直在減小，所以仍然不違背合外力提供向心力的結(jié)論。只不過(guò)彈力逐漸變小，彈力和萬(wàn)有引力的合力逐漸變大。到最后對(duì)地面沒(méi)有壓力了，不就是完全失重了嗎？
這樣的解釋得到重力加速度與地球的自轉(zhuǎn)速度是無(wú)關(guān)的。
但是在教學(xué)中教師都說(shuō)，在不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下，物體的重力等于萬(wàn)有引力。即G。那要是考慮地球自轉(zhuǎn)不就是不等了嗎？也就是說(shuō)地球自轉(zhuǎn)是影響重力加速度的。這不矛盾嗎？
3.地球表面上，運(yùn)動(dòng)物體的重量會(huì)變化嗎？
汽車在公路上以一定速度行駛，重量會(huì)變化？
假設(shè)有一條沿著地球赤道鋪設(shè)的軌道。有一列火車按一定的速度在軌道上，自西向東行駛，那么這列火車的重量是減輕了還是加重了？或者這個(gè)火車上裝的貨物是輕了，還是重了？這個(gè)想法有點(diǎn)天方夜譚，我們沒(méi)辦法稱量運(yùn)動(dòng)中火車的重量，但是作為一個(gè)有趣的想法，我們可以討論這個(gè)火車上裝的貨物的重量變化情況。
在赤道上，萬(wàn)有引力=向心力+重力，因此，如果物體的運(yùn)動(dòng)方向和地球的自轉(zhuǎn)方向相同，類似于地球好像轉(zhuǎn)快了，物體受到向心力分力會(huì)加大。但是物體在地球上受到的萬(wàn)有引力是一定的，向心力的加大，也必然會(huì)導(dǎo)致物體所受的重力減小。
向心力的計(jì)算公式為：
從公式可以看出重力加速度與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。速度低時(shí)減輕的重量很微弱。只有在速度很大時(shí)，這種失重的變化才會(huì)很明顯。如果火車由東向西開(kāi)，和地球自轉(zhuǎn)方向相反，一開(kāi)始重量會(huì)增加，是不是一直會(huì)增加下去？不會(huì)的，根據(jù)表達(dá)式，當(dāng)速度和地球自轉(zhuǎn)速度相等時(shí)，重量達(dá)到最大值，然后逐漸減小。因?yàn)槲覀円呀?jīng)討論過(guò)地球緯度對(duì)靜止物體重力的影響，即隨著緯度增高，重力加速度變大。
本節(jié)是在學(xué)習(xí)了地球所處的宇宙環(huán)境的基礎(chǔ)上，把眼光從宇宙轉(zhuǎn)移到地球的運(yùn)動(dòng)，其實(shí)，地球的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，除了自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)外，還有其他許多運(yùn)動(dòng)形式，教材主要從與人類的關(guān)系考慮，只介紹與人類關(guān)系最密切的兩種運(yùn)動(dòng)—自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，其他運(yùn)動(dòng)形式?jīng)]有涉及。本節(jié)將自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)放在一起學(xué)習(xí)，主要是想讓學(xué)生從方向、周期、速度三方面進(jìn)行比較這兩種運(yùn)動(dòng)，有利于學(xué)生學(xué)懂并掌握這部分知識(shí)，并能運(yùn)用這部分知識(shí)解決生活中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
二、學(xué)情分析
本節(jié)課的授課對(duì)象是高一年級(jí)的學(xué)生，學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)過(guò)本節(jié)知識(shí)，有了一定的基礎(chǔ)，另外也學(xué)習(xí)了與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的一些知識(shí)，比如圓周運(yùn)動(dòng)，立體幾何，具有一定的地理分析能力，但是完整的知識(shí)體系尚未形成，知識(shí)的應(yīng)用技能還有待進(jìn)一步提高。
高一學(xué)生關(guān)注的是知識(shí)框架的建構(gòu)以及知識(shí)的運(yùn)用和遷移能力的提高，因此，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)地球運(yùn)動(dòng)的基本形式這一知識(shí)點(diǎn)具有較濃厚的興趣，為學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：了解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。
能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)用地球儀演示地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；
學(xué)會(huì)看簡(jiǎn)單的地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)示意圖；
學(xué)會(huì)小組合作探究，并能參與實(shí)驗(yàn)探究。
情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)和勇于探索的精神。
四、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn)： 理解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)這兩種基本運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；
理解“恒星日與太陽(yáng)日”的差異。
難點(diǎn)：應(yīng)用地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)這兩種基本運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決生活問(wèn)題。
五、教學(xué)方法
自學(xué)法、探究法、比較法、講授法、演示法、讀圖法、問(wèn)答法
六、教學(xué)過(guò)程
第一部分 基礎(chǔ)原理與基礎(chǔ)知識(shí)
第二部分 知識(shí)的應(yīng)用與拓展（小組合作討論探究，代表展示）
1、請(qǐng)用剛才講授的的方法判別教室的東西南北方向？
2、北京時(shí)間12:00時(shí)，延安洛川(約110°E)的地方時(shí)為？
3、我國(guó)選擇在海南文昌建第四個(gè)衛(wèi)星發(fā)射基地，應(yīng)用剛才所學(xué)知識(shí)(排除其他因素)回答選擇在此建的原因?
4、北半球夏半年（春分至秋分）比冬半年(秋分至第二年春分)長(zhǎng)7天的原因是?
5、現(xiàn)行公歷是按回歸年的長(zhǎng)度制定的，為何四年一閏？（提示：回歸年長(zhǎng)度為365.2422天）
七、板書(shū)設(shè)計(jì)（由學(xué)生完成）
關(guān)鍵詞：重力加速度；高度；擺鐘；傅科擺
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2007)5(S)-0017-2
為了把復(fù)雜的物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，具體的問(wèn)題理想化，我們用物理模型代替實(shí)際的研究對(duì)象，然后加以研究，這是物理學(xué)的基本方法之一。
單擺是實(shí)際擺的理想化的物理模型，由一個(gè)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線和懸掛在此細(xì)線下的體積很小的重球所構(gòu)成。這里說(shuō)的“不可伸長(zhǎng)”指線的伸縮可以忽略。“輕質(zhì)”指線的質(zhì)量可以忽略，而線的長(zhǎng)度又比球的直徑大的多，這樣的裝置就叫單擺。 如圖1所示，對(duì)于A裝置，擺長(zhǎng)沒(méi)有遠(yuǎn)大于小球半徑；對(duì)于B裝置，橡皮筋在擺動(dòng)過(guò)程中要伸長(zhǎng)；對(duì)于C裝置，作為擺線的電線質(zhì)量不能忽略；只有D裝置滿足單擺的條件是單擺。就是這小小的一個(gè)單擺，在實(shí)際中有很多的應(yīng)用。
1 單擺測(cè)重力加速度
將單擺球從平衡位置拉至一邊很小的距離（使擺角小于5°），然后釋放擺球即在平衡位置左右作周期性的振動(dòng)。
例 從一座高大建筑物頂端垂一條輕質(zhì)大繩子至地面，長(zhǎng)繩上端固定，測(cè)量工具僅限用秒表、米尺，其他實(shí)器材根據(jù)需要自選。請(qǐng)回答下面兩個(gè)問(wèn)題：
⑴如果已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)量該建筑物高度的方案。
⑵如果不知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)量該建筑物高度的方案。
3 惠更斯的擺鐘
據(jù)說(shuō)在1583年，年輕的伽利略在比薩教堂祈禱時(shí)，被那盞從教堂上懸掛下來(lái)的大油燈（長(zhǎng)命燈）的來(lái)回?cái)[動(dòng)所吸引，他發(fā)現(xiàn)油燈的擺動(dòng)很規(guī)則，那時(shí)還沒(méi)有能準(zhǔn)確計(jì)量時(shí)間的鐘表，于是伽利略以他自己的“表”--即他的脈搏的跳動(dòng)來(lái)計(jì)算油燈擺動(dòng)的時(shí)間，他發(fā)現(xiàn)不論油燈的擺幅是大是小，擺動(dòng)一個(gè)來(lái)回所需時(shí)間幾乎相同。由此發(fā)現(xiàn)單擺的擺動(dòng)周期與振幅無(wú)關(guān)，即單擺的等時(shí)性，這是伽利略對(duì)物理學(xué)的一個(gè)貢獻(xiàn)。后來(lái)他又通過(guò)更精確的實(shí)驗(yàn)得出，擺的振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的平方值成正比。
在伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性的基礎(chǔ)上，惠更斯將擺運(yùn)用于計(jì)時(shí)器制成了世界上第一架計(jì)時(shí)擺鐘，使人類進(jìn)入一個(gè)新的計(jì)時(shí)時(shí)代，對(duì)擺的研究是惠更斯所完成的最出色的物理杰作。
在研制擺鐘中，惠更斯還進(jìn)一步研究了單擺運(yùn)動(dòng)，他制作了一個(gè)秒擺（周期為2秒的單擺），導(dǎo)出了單擺的運(yùn)動(dòng)公式，在精確地取擺長(zhǎng)為3.0565英尺時(shí)，他算出了重力加速度為9.8m/s2，這一數(shù)值與我們現(xiàn)在使用的數(shù)值是完全一致的。
4 傅科擺--證實(shí)地球的自轉(zhuǎn)
傅科擺是一種簡(jiǎn)單的單擺，它是為了紀(jì)念法國(guó)物理學(xué)家尚•傅科而命名的。牛頓的地心引力學(xué)說(shuō)，對(duì)地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提出了合理的解釋，但是真正證實(shí)地球自轉(zhuǎn)的是傅科。他發(fā)明的這個(gè)偉大的單擺向世人證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn)。
1851年，傅科在巴黎的一座教堂的屋頂上，安裝了一個(gè)擺繩長(zhǎng)達(dá)67m，為擺錘重達(dá)28kg的單擺，用這個(gè)單擺直接地顯示了地球的自轉(zhuǎn)，顯示了科里奧利力的存在和作用，是科里奧利力引起擺動(dòng)平面的旋轉(zhuǎn)。
傅科擺在工作時(shí)是以自己的擺動(dòng)平面的偏轉(zhuǎn)來(lái)顯示地球的自轉(zhuǎn)的。
以太空的某一點(diǎn)為參照系，觀察地球上的傅科擺，由于慣性作用，擺平面保持原振動(dòng)方向，而地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果使地面上的物體相對(duì)擺平面的的位置發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而地球上的人習(xí)慣以地球?yàn)閰⒄瘴铮蜁?huì)感覺(jué)擺平面相對(duì)地球的位置發(fā)生相反的偏轉(zhuǎn)。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上的物體要受兩種慣性力的作用，即慣性離心力和科里奧利力，傅科擺在直觀地顯示地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)，也顯示了科里奧利力的存在和作用，是科里奧利力的作用引起的擺平面的旋轉(zhuǎn)。
地球的自轉(zhuǎn)基本上是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，非常緩慢，角速度為
n0=2πrad/ 恒星日=7.292×10-5rad/s。
地球上的物體受其影響很小，不易覺(jué)察。傅科擺由于能夠長(zhǎng)時(shí)間的工作，可以顯示這種緩慢的變化，呈出擺動(dòng)平面的旋轉(zhuǎn)。
傅科擺的擺動(dòng)平面的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角速度與傅科擺在地球上所處的地理位置有關(guān)。在北半球擺動(dòng)平面沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；在南半球，沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；在兩極，擺動(dòng)平面的旋轉(zhuǎn)角速度最大，每晝夜轉(zhuǎn)一周；在赤道，旋轉(zhuǎn)角速度最小，角速度為零。在不同的地理緯度上，傅科擺擺動(dòng)平面的旋轉(zhuǎn)角速度為w=w0sinψ（式中：w為當(dāng)?shù)馗悼茢[擺平面的旋轉(zhuǎn)角度，w0為地球自轉(zhuǎn)的角速度，ψ為傅科擺所在地的地理緯度）。
在這個(gè)小小的單擺中，我相信還有更多的妙用，有待于我們?nèi)ネ诰颉?/p>
啊，原來(lái)是指南針！
咦，為什么指南針能指示方向呢？
它是用磁石做成的吧。
小璐，你拿著磁鐵棒的S極靠近的話，指南針上指示北方的指針就轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)了吧！
接下來(lái)，用磁鐵棒的N極靠近的話……
啊，這次它轉(zhuǎn)跑了！
嗯，原來(lái)如此……這么說(shuō)來(lái)，難道……
難道在地球的北極有磁鐵棒的S極！？
我們?nèi)ケ睒O瞧瞧吧。
喂， S極在哪兒呢?
小諾，好冷啊，我們回去吧！
地球物理研究所
啊，你們都到過(guò)北極啦!?
但是，我們沒(méi)有找到S極……
哈哈哈哈！神通廣大的小諾，
難道你認(rèn)為在北極會(huì)有這樣的磁鐵棒的端頭突出著嗎？
并不是你想的那樣，其實(shí)地球本身就是一個(gè)大磁體！
啊？地球是塊大磁體！？你們認(rèn)為沒(méi)有找到的S極其實(shí)就在你們的腳下！
太大了，我們都沒(méi)注意到。
地球的磁場(chǎng)叫做地磁場(chǎng)！
今天我們就來(lái)聊聊地磁。
宇宙空間中充斥著宇宙射線，宇宙射線是一種具有相當(dāng)大能量的帶電粒子流。
太陽(yáng)也向太陽(yáng)系連續(xù)地以很高的速度和不穩(wěn)定的強(qiáng)度釋放著帶電粒子流。
太陽(yáng)風(fēng)高速地向地球飛去。
地球磁場(chǎng)就像屏障一樣，在這些粒子流的襲擊中保護(hù)著地球。
如果沒(méi)有了地球磁場(chǎng)的屏障，地球的大氣就會(huì)被太陽(yáng)風(fēng)吹散。
生物體就會(huì)受到宇宙射線的影響，視神經(jīng)受損，身體細(xì)胞遭到破壞。
生物細(xì)胞可能發(fā)生突然變異，或是滅絕！
也就是說(shuō)，如果沒(méi)有了地球磁場(chǎng)，生物就無(wú)法生存下去了？
啊！這些我之前都不知道！
由于有了地球磁場(chǎng)的保護(hù)，我們才能安心地生活和學(xué)習(xí)。
不過(guò)，地球的磁場(chǎng)也是經(jīng)常發(fā)生變化的，就像個(gè)頑皮的小孩子。
有時(shí)增強(qiáng)，有時(shí)減弱，有時(shí)方向和磁極的方位也會(huì)發(fā)生變化。
由地球的自轉(zhuǎn)軸決定的“北極”和地球磁場(chǎng)決定的“磁北極”如圖所示，并不是同一個(gè)地方。
目前，磁北極位于偏離北極11.5°的格陵蘭島西北部。
磁北極在漫長(zhǎng)的時(shí)間里，其位置也在逐漸變化著。
高斯 1777-1855
19世紀(jì)20年代，德國(guó)著名數(shù)學(xué)家高斯(C. F. Gauss)發(fā)表了關(guān)于地球磁場(chǎng)的理論，將地球視為一個(gè)具有均勻磁場(chǎng)強(qiáng)度的球體。100年間地球磁場(chǎng)強(qiáng)度減少了7%。
今后會(huì)變成什么樣子呢……1 000年以后，地球磁場(chǎng)的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，在北半球很多地方也能看到極光了。
而且，地球磁場(chǎng)這樣繼續(xù)減弱下去的話，1 200年以后地球的磁場(chǎng)就會(huì)變成零。
但是能看到極光的話，也不錯(cuò)啊？
但與此同時(shí)，宇宙線會(huì)射進(jìn)來(lái)，破壞臭氧層，有害的紫外線也會(huì)暢通無(wú)阻地照射到地球上！
噢噢，聽(tīng)起來(lái)還是不太妙啊！
距今70萬(wàn)年前，似乎也曾發(fā)生過(guò)這樣的磁場(chǎng)消減和地球磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)。
啊？這是怎么調(diào)查出來(lái)的啊？
火山熔巖形成的火山巖里，記錄著那個(gè)時(shí)代的磁場(chǎng)方向。
在世界各地的火山巖里發(fā)現(xiàn)了與現(xiàn)在磁場(chǎng)方向相反的磁化物！
地磁倒轉(zhuǎn)的歷史
由此得出，地球在漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程中，反復(fù)發(fā)生著地磁消減和倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
在此期間，由于環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，大量的生物死亡（滅亡）了。
有學(xué)說(shuō)認(rèn)為，白堊紀(jì)末期發(fā)生的恐龍大滅絕也是因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)的變化而導(dǎo)致的。這么看來(lái)，地球磁場(chǎng)十分重要啊！
但是，它到底是如何形成的呢？
這個(gè)秘密隱藏在地球的內(nèi)部。
我們還是趕緊問(wèn)問(wèn)研究這個(gè)領(lǐng)域的專家吧。
剛才你們?cè)诹摹暗厍蚴菈K大磁體”的話題吧。
地球可不是像磁鐵棒那樣單純的東西啊。
地球內(nèi)部的鐵和鎳等物質(zhì)達(dá)到高溫后會(huì)失去磁性。
因此地球并不是永久的磁鐵，而是被認(rèn)為是“電磁鐵”。
電磁鐵是在電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
而地球磁場(chǎng)的電流是由導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)引起的，以后你們?cè)谥袑W(xué)物理中就會(huì)學(xué)到這個(gè)知識(shí)。
產(chǎn)生地球磁場(chǎng)的主要原因有3點(diǎn)。
第一是由于地球的自轉(zhuǎn)。
指南針能指示南北，這就表明著地球自轉(zhuǎn)對(duì)其有著巨大的影響。
第二，由于地球內(nèi)部地核中的對(duì)流。
由于地球自轉(zhuǎn)，對(duì)流受“科里奧利力”呈現(xiàn)線圈狀，橫切原本就有的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電流，再次形成磁場(chǎng)。
復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在地核中產(chǎn)生了復(fù)雜的電流，形成了復(fù)雜的磁場(chǎng)。
并不是像磁棒那樣單純的磁力分布。
第三，由于地球內(nèi)部的物質(zhì)因密度不同而上下移動(dòng)。
密度大的物質(zhì)向下沉降。
密度小的物質(zhì)向上浮升。
這股力量可能也是地磁的來(lái)源。
就這樣，發(fā)電所必須的磁場(chǎng)由于地球的自轉(zhuǎn)，一直持續(xù)產(chǎn)生著。
但自轉(zhuǎn)和對(duì)流產(chǎn)生的地磁，如果沒(méi)有最初的磁場(chǎng)是無(wú)法形成的。
原本存在的太陽(yáng)磁場(chǎng)，銀河系磁場(chǎng)等可以認(rèn)為是地磁產(chǎn)生的種子。
除此之外，以11年、 27年為周期的太陽(yáng)活動(dòng)，持續(xù)數(shù)日，極大擾亂地球磁場(chǎng)的磁暴，
每天的地球自轉(zhuǎn)等……
許多現(xiàn)象影響著地球的地磁活動(dòng)。
這些要素全部重合，最終形成了包圍著地球的磁場(chǎng)。
還有其他學(xué)說(shuō)！
啊，還有？
地球的內(nèi)部是怎樣的，這調(diào)查起來(lái)十分困難。
因?yàn)榈厍虿豢赡芟窆芄夏菢樱青暌幌履芮虚_(kāi)來(lái)看看。
地球磁場(chǎng)是如何形成的，
這個(gè)領(lǐng)域的研究還將繼續(xù)下去！
通過(guò)今天的話題，我知道了指南針為什么可以指示特定的方向！
這是因?yàn)橛辛说厍虼艌?chǎng)呀！
看不見(jiàn)摸不著的地球磁場(chǎng)為我們守護(hù)著生物們居住的地球呢。
太謝謝啦！
好吧，回去的路上我們順便去南極繞一圈！
按照這指南針上指示的方向飛就可以了！
知識(shí)是靜態(tài)的，人有了知識(shí)，還應(yīng)該明白如何正確地將所掌握的知識(shí)在實(shí)踐中加以應(yīng)用，沒(méi)有智慧，充其量不過(guò)是一本記載著知識(shí)的書(shū)。下面小編給大家分享一些高中地理必修一地球運(yùn)動(dòng)知識(shí)，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!
高中地理必修一地球運(yùn)動(dòng)知識(shí)1(一)地球的自轉(zhuǎn)
1.地球自轉(zhuǎn)的地理意義
(1)晝夜更替。
(2)產(chǎn)生時(shí)差，經(jīng)度不同，地方時(shí)不同，時(shí)間上東早西晚。
(3)水平運(yùn)動(dòng)物體在北半球向右偏，南半球向左偏，赤道不偏轉(zhuǎn)。
2.判斷晨昏線的三大技法
(1)利用自轉(zhuǎn)方向判斷：順自轉(zhuǎn)方向?qū)⒁M(jìn)入白天的為晨線，將要進(jìn)入黑夜的為昏線。
(2)利用地方時(shí)判斷：赤道上地方時(shí)為6時(shí)的點(diǎn)所在為晨線，為18時(shí)的點(diǎn)所在為昏線。
(3)利用晝夜半球位置判斷：晝半球西側(cè)為晨線，東側(cè)為昏線;夜半球則相反。
(二)地球的公轉(zhuǎn)
1.地球公轉(zhuǎn)的基本特征
(1)方向：自西向東，從北極上空看呈逆時(shí)針，從南極上空看呈順時(shí)針。
(2)速度：近日點(diǎn)(1月初)附近公轉(zhuǎn)速度快，遠(yuǎn)日點(diǎn)(7月初)附近公轉(zhuǎn)速度慢。
2.正午太陽(yáng)高度
(1)判斷正午太陽(yáng)高度的兩大技巧：
①“來(lái)增去減”：太陽(yáng)直射點(diǎn)向某地所在方向移來(lái)，則正午太陽(yáng)高度增大，移去則減小。
②“遠(yuǎn)小近大”：距離太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線越遠(yuǎn)，正午太陽(yáng)高度越小，反之越大。
(2)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算：
正午太陽(yáng)高度=90°-兩點(diǎn)緯度差。
其中，當(dāng)所求地點(diǎn)與太陽(yáng)直射點(diǎn)在同一半球時(shí)，該緯度差即為所求點(diǎn)與直射點(diǎn)緯度差的絕對(duì)值;不在同一半球時(shí)，該緯度差為二者緯度數(shù)之和。
3.日出、日落方位的判定
(1)當(dāng)太陽(yáng)直射赤道時(shí)(春分日、秋分日)，南、北極點(diǎn)除外，全球各地正東日出、正西日落。
(2)當(dāng)太陽(yáng)直射北半球時(shí)，除極晝、極夜地區(qū)外，全球各地東北日出、西北日落;且太陽(yáng)直射緯度越高，太陽(yáng)升落的方位越偏北。
(3)南半球剛剛結(jié)束極夜的地點(diǎn)，其日出、日落方位均為正北;北半球剛剛結(jié)束極夜的地點(diǎn)，其日出、日落方位均為正南。
4.晝夜長(zhǎng)短
(2)緯度分布規(guī)律：
太陽(yáng)直射點(diǎn)所在半球晝長(zhǎng)夜短，且緯度越高，晝?cè)介L(zhǎng);另一半球相反。
(3)計(jì)算方法：
①利用一個(gè)地區(qū)晝弧所跨的經(jīng)度范圍來(lái)計(jì)算。
方法：晝長(zhǎng)=晝弧度數(shù)/15°，同理求夜長(zhǎng)。
②利用已知的日出和日落時(shí)間來(lái)計(jì)算。
方法：晝長(zhǎng)=2×(12-日出時(shí)間)或晝長(zhǎng)=2×(日落時(shí)間-12)。
高中地理必修一地球運(yùn)動(dòng)知識(shí)21.向北度數(shù)增大為北緯;向南度數(shù)增大為南緯;
向東度數(shù)增大為東經(jīng);向西度數(shù)增大為西經(jīng)。
2.20°W向東至160°E為東半球;
20°W向西至160°E為西半球;
經(jīng)度度數(shù)小于20°，為東半球，
經(jīng)度度數(shù)大于160°，為西半球;
經(jīng)度度數(shù)在20°至160°之間，為相應(yīng)半球。
3.緯線長(zhǎng)度：L=L赤道×COSθ(θ為當(dāng)?shù)鼐暥?
赤道是最長(zhǎng)的緯線，長(zhǎng)度大約為4萬(wàn)千米，
緯線長(zhǎng)度從赤道向兩極遞減;
緯度度數(shù)相同，緯線長(zhǎng)度相同;
緯度度數(shù)不同，緯線長(zhǎng)度不同。
緯度相差1°，實(shí)地距離相差111千米;經(jīng)度相差1°，實(shí)地距離相差111千米×COSθ(θ為當(dāng)?shù)鼐暥?。
4.同緯度飛行，先向高緯飛，后向低緯飛。
(即：北半球先向北飛，南半球先向南飛)。
位于晨昏線上的兩點(diǎn)之間，沿晨昏線的劣弧飛行最短。
位于經(jīng)線圈上的兩點(diǎn)，沿經(jīng)線過(guò)極點(diǎn)飛行。
赤道上兩點(diǎn)一般按赤道的劣弧飛行。若兩點(diǎn)相差180°，則有無(wú)數(shù)種飛行方法。
5.地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)方向相同，都是自西向東;
即：從北極上空看呈逆時(shí)針?lè)较颍瑥哪蠘O上空看呈順時(shí)針?lè)较颉?/p>
6.地球自轉(zhuǎn)線速度：V=V赤道×COSθ(θ為當(dāng)?shù)鼐暥?
地球自轉(zhuǎn)線速度從赤道向兩極遞減;
緯度度數(shù)相同，線速度相同;
緯度度數(shù)不同，線速度不同。
7.除南北兩極點(diǎn)外，全球各點(diǎn)地球自轉(zhuǎn)角速度都相等。
地球自轉(zhuǎn)角速度：W=15°/h=1°/4分鐘
太陽(yáng)直射點(diǎn)在地球表面移動(dòng)速度大約為0.25°/天
當(dāng)自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，1太陽(yáng)日>1恒星日;當(dāng)自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，1太陽(yáng)日
8.地球公轉(zhuǎn)速度：
近日點(diǎn)(1月初)最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)(7月初)最小
自近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)移動(dòng)，公轉(zhuǎn)速度逐漸變慢;
自遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)移動(dòng)，公轉(zhuǎn)速度逐漸變快。
近日點(diǎn)(1月初)V、W最大
遠(yuǎn)日點(diǎn)(7月初)V、W最小
由近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)移動(dòng)，公轉(zhuǎn)速度V、W變小
由遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)移動(dòng)，公轉(zhuǎn)速度V、W變大
9.春秋分日，太陽(yáng)光線與黃赤兩平面交線相平行;
兩至日時(shí)，太陽(yáng)光線與黃赤兩平面交線相垂直。
10.黃赤交角變大，熱帶、寒帶的范圍變大;
溫帶的范圍變小。黃赤交角變小，熱帶、寒帶的范圍變小;溫帶的范圍變大。
回歸線的度數(shù)=黃赤交角的度數(shù);
回歸線的度數(shù)+極圈的度數(shù)=90°
11.晨昏線：
晨線與赤道的交點(diǎn)地方時(shí)為6點(diǎn);
昏線與赤道的交點(diǎn)地方時(shí)為18點(diǎn);
晨昏線與始終太陽(yáng)直射光線向垂直;
晨昏線與經(jīng)線圈相重合時(shí)，該日為春秋分日;
晨昏線與緯線圈相切，切點(diǎn)為12時(shí)或24時(shí)。
12.緯度越高，運(yùn)動(dòng)速度越大，地轉(zhuǎn)偏向力越大。
13.太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北半球，全球大部分地區(qū)從東北方向日出，西北方向日落;
太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南半球，全球大部分地區(qū)從東南方向日出，西南方向日落;
太陽(yáng)直射點(diǎn)位于赤道上，全球大部分地區(qū)從正東方向日出，正西方向日落。
日出或日落方向位于與東西方向偏南(北)成θ°的夾角，表明太陽(yáng)直射點(diǎn)位于θ°S(N)。
14.太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北半球，北半球晝長(zhǎng)夜短，南半球晝短夜長(zhǎng)，越向北晝?cè)介L(zhǎng);
太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南半球，南半球晝長(zhǎng)夜短，北半球晝短夜長(zhǎng)，越向南晝?cè)介L(zhǎng);
3.21～6.22，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北半球，北半球晝長(zhǎng)夜短，越向北白晝?cè)介L(zhǎng)，而且太陽(yáng)直射點(diǎn)向北移動(dòng)，北半球晝漸長(zhǎng)夜?jié)u短，南半球晝漸短夜?jié)u長(zhǎng)，北極附近出現(xiàn)極晝，極晝范圍逐漸變大，南極附近出現(xiàn)極夜，極夜范圍也逐漸變大;
6月22日，北半球各點(diǎn)晝最長(zhǎng)夜最短，南半球各點(diǎn)晝最短夜最長(zhǎng);
6.22～9.23，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北半球，北半球晝長(zhǎng)夜短，越向北白晝?cè)介L(zhǎng)，而且太陽(yáng)直射點(diǎn)向南移動(dòng)，南半球晝漸長(zhǎng)夜?jié)u短，北半球晝漸短夜?jié)u長(zhǎng)，北極附近出現(xiàn)極晝，而且極晝范圍逐漸變小，南極附近出現(xiàn)極夜，極夜范圍也逐漸變小;
9.23～12.22，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南半球，北半球晝短夜長(zhǎng)，越向北白晝?cè)蕉蹋姨?yáng)直射點(diǎn)向南移動(dòng)，南半球晝漸長(zhǎng)夜?jié)u短，北半球晝漸短夜?jié)u長(zhǎng)，北極附近出現(xiàn)極夜，極夜范圍逐漸變大，南極附近出現(xiàn)極晝，極晝范圍也逐漸變大;
12月22日，北半球各點(diǎn)晝最短夜最長(zhǎng)，南半球各點(diǎn)晝最長(zhǎng)夜最短;
12.22～次年3.21，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南半球，北半球晝短夜長(zhǎng)，越向北白晝?cè)蕉蹋姨?yáng)直射點(diǎn)向北移動(dòng)，北半球晝漸長(zhǎng)夜?jié)u短，南半球晝漸短夜?jié)u長(zhǎng)，北極附近出現(xiàn)極夜，極夜范圍逐漸變小，南極附近出現(xiàn)極晝，極晝范圍也逐漸變小;
赤道全年晝夜等長(zhǎng);春秋分日全球各點(diǎn)晝夜等長(zhǎng)。
日出時(shí)間+日落時(shí)刻=24小時(shí)
晝長(zhǎng)=24-2×日出時(shí)間;夜長(zhǎng)=2×日出時(shí)間
日出時(shí)間=12-晝長(zhǎng)/2=夜長(zhǎng)/2;
日落時(shí)間=12+晝長(zhǎng)/2=24-夜長(zhǎng)/
南半球某地的晝長(zhǎng)=北半球同緯度的夜長(zhǎng)
南半球某地的夜長(zhǎng)=北半球同緯度的晝長(zhǎng);
全球各點(diǎn)全年晝長(zhǎng)(夜長(zhǎng))時(shí)間都相等。
15.正午太陽(yáng)高度計(jì)算公式：H=90°-θ(θ為兩地之間的緯度差，即太陽(yáng)直射點(diǎn)與所求某地)
正午太陽(yáng)高度從太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度向兩側(cè)遞減;
太陽(yáng)高度從太陽(yáng)直射點(diǎn)向四周遞減;太陽(yáng)高度>0為白天;太陽(yáng)高度
太陽(yáng)高度相同的各地與太陽(yáng)直射點(diǎn)的距離相等;
太陽(yáng)直射h°N時(shí)，(90°-h°)N內(nèi)出現(xiàn)極晝，其正午太陽(yáng)高度為2h;(90°-h°)S內(nèi)出現(xiàn)極夜，北極點(diǎn)的太陽(yáng)高度全天相等為h°。
6月22日，正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值的地區(qū)為北回歸線及其以北地區(qū);正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最小值的地區(qū)為赤道及其以南地區(qū)。
12月22日，正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值的地區(qū)為南回歸線及其以南地區(qū);正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最小值的地區(qū)為赤道及其以北地區(qū)。
16.北回歸線至北極圈之間，正午時(shí)刻太陽(yáng)位于當(dāng)?shù)卣咸炜?
南回歸線至南極圈之間，正午時(shí)刻太陽(yáng)位于當(dāng)?shù)卣碧炜铡?/p>
17.正午的判定：
太陽(yáng)高度為全天最大時(shí);
地方時(shí)為12時(shí);
日影為一天中最短時(shí);
把晝半球?qū)ΨQ等分的經(jīng)線地方時(shí)為正午。
18.0時(shí)的判定：
把夜半球?qū)ΨQ等分的經(jīng)線地方時(shí)為0時(shí);
自西向東，由舊一天進(jìn)入到新一天的經(jīng)線為新一天的0時(shí)。
19.一般年份，能被4整除的年份為閏年，否則不是閏年;
逢百年時(shí)，能被400整除的年份為閏年，否則不是閏年。
20.
圖上距離
實(shí)地距離
比例尺：比例尺=;
大小：由于比例尺是一個(gè)分式，其大小必須根據(jù)整個(gè)分式判斷，即分母越大，比例尺越小。
縮放：新圖比例尺變?yōu)樵瓐D的n倍，新比例尺=原比例尺×n;圖幅面積=原圖面積×n2。
表示內(nèi)容：圖幅相同，表示實(shí)地范圍越小，要表示的內(nèi)容越詳細(xì)，選用的比例尺越大;反之，選用的比例尺越小。
三種表示方法：直線式;文字式;數(shù)字式。
高中地理必修一地球運(yùn)動(dòng)知識(shí)31.方向：
在有經(jīng)緯網(wǎng)的地圖上，要根據(jù)經(jīng)緯線定方向;
距離北極點(diǎn)近，則在北;距離北極點(diǎn)遠(yuǎn)，則在南;
A地位于B地東(西)大于180°，則方向相反。
即實(shí)際A地位于B地的西(東)方。
在無(wú)經(jīng)緯網(wǎng)而有指向標(biāo)的地圖上，根據(jù)指向標(biāo)定方向;
甲圖剖面圖
在既無(wú)經(jīng)緯網(wǎng)又無(wú)指向標(biāo)的地圖上，一般判圖原則是：面向地圖，上北、下南、左西、右東。
2.等高線和地形剖面圖的繪制：
3.同一條等高線上各點(diǎn)高度相同。
(同線等值)
中心高，等高線向低處凸出為山脊;
中心低，等高線向高處凸出為山谷。
河流流向與等高線凸出方向相反;
所有等高線都是閉合的。
等高線可以重合但不能相交。
陡崖處有n條等高線相交，等高距為d，則陡崖高度：(n-1)d
四周高，中心低的等高線表示谷地或盆地;
四周低，中心高的等高線表示山頂。
4.時(shí)區(qū)中央經(jīng)線=15°×n(n為時(shí)區(qū)數(shù))
時(shí)區(qū)的范圍=15°×n±7.5°
5.自西向東，每跨越1個(gè)時(shí)區(qū)，時(shí)間增加1小時(shí);
自東向西，每跨越1個(gè)時(shí)區(qū)，時(shí)間減少1小時(shí)。
自西向東跨越國(guó)際日期變更線，時(shí)間不變，日期減少1天;自東向西跨越國(guó)際日期變更線，時(shí)間不變，日期增加1天。
自西向東，日期增加1天，為新一天的0時(shí)線;
自西向東，日期減少1天，為180°經(jīng)線(日界限)。
6.熱水器和地面之間的夾角=θ(θ為兩地之間的緯度差，即太陽(yáng)直射點(diǎn)與所求某地)
7.自東向西航行，船員所經(jīng)歷的一天大于1太陽(yáng)日;
自西向東航行，船員所經(jīng)歷的一天小于1太陽(yáng)日。
每小時(shí)向西飛行n經(jīng)度，則所感覺(jué)1天時(shí)間=360/(15-n)小時(shí);每小時(shí)向東飛行n經(jīng)度，則所感覺(jué)的一天時(shí)間=360/(15+n)小時(shí)。(n
8.經(jīng)線相同，地方時(shí)相同;
緯線相同，正午太陽(yáng)高度相同;晝長(zhǎng)、夜長(zhǎng)相等;自轉(zhuǎn)速度相同。
9.從某地出發(fā)到達(dá)另一地，無(wú)論是否經(jīng)歷日界限：到達(dá)時(shí)間=出發(fā)時(shí)間+途中時(shí)間±時(shí)區(qū)差(東+西-)
10.晝夜現(xiàn)象：地球是個(gè)不發(fā)光也不透明的球體;
關(guān)鍵詞：動(dòng)力學(xué) 微分方程組 歐拉待定指數(shù)函數(shù) 阻力系數(shù) 常數(shù)變異法
中圖分類號(hào)：O313 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
作者簡(jiǎn)介：晉良平（1980--），男，漢族，四川簡(jiǎn)陽(yáng)人，四川理工學(xué)院講師，碩士研究生，主要從事大學(xué)物理和人工智能方面研究。
1 問(wèn)題分析
飛機(jī)在發(fā)生事故時(shí)突然失去動(dòng)力后，由于慣性仍然具有失去動(dòng)力之前的速度。在失去動(dòng)力之后，考慮到飛機(jī)受到空氣阻力和大氣層風(fēng)力的影響，與此同時(shí)地球自轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。于是通過(guò)計(jì)算空氣阻力、風(fēng)力和地球自轉(zhuǎn)情況下，任意拋射角的拋射體的解析解，然后再通過(guò)在地球表面所建立的空間直角坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，以拋射體與地心的距離為地球半徑作為落地點(diǎn)的條件，來(lái)計(jì)算最終的落地時(shí)間和落地位置。即為飛機(jī)最終的落地時(shí)間和落地位置。
2 模型建立
本文首先通過(guò)斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在地球表面建立空間直角坐標(biāo)系，將墜落的飛機(jī)看做拋射體，計(jì)算出考慮空氣阻力和科氏力情況下任意拋射體的解析解，從而建立了飛機(jī)墜落過(guò)程中的斜拋運(yùn)動(dòng)模型。然后建立了在地球表面所建立的空間直角坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，建立空間轉(zhuǎn)換模型，以拋射體與地心的距離為地球半徑 作為落地點(diǎn)的條件來(lái)計(jì)算飛行時(shí)間。
2.1 飛機(jī)墜落過(guò)程中斜拋運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型
飛行器運(yùn)動(dòng)方程即飛行器運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型的建立，離不開(kāi)坐標(biāo)系。與其他學(xué)科相比，飛行動(dòng)力學(xué)中使用的坐標(biāo)系的數(shù)目是很多的，其中由于涉及的力、力矩和運(yùn)動(dòng)變量很多且規(guī)律復(fù)雜。所以，選取地球（視為球體）為主要參照，在地球表面建立空間直角坐標(biāo)系，以地球上緯度為 的一點(diǎn) 為原點(diǎn)，建立固定坐標(biāo)系 如下圖（1）所示
圖（1） 斜拋運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系
其中： 切經(jīng)線（圈）向南； 切緯線（圈）向東； 垂直地面向上；圖中 為地軸地球自轉(zhuǎn)角速度 沿著該軸：
其中： （24小時(shí)地球自轉(zhuǎn)一圈所得）
假設(shè)飛機(jī)質(zhì)量為 ，以初速度 從 點(diǎn)沿任意方向拋出。空氣阻力為： ，其中 為阻力系數(shù)。
由于受到空氣氣流等阻力的影響，當(dāng)速度減小到某一個(gè)最小的數(shù)值，剛夠以最大升力系數(shù)才能維持水平飛行時(shí)，無(wú)動(dòng)力飛行就結(jié)束了。對(duì)于每一個(gè)高度，就可以找到飛機(jī)可能到達(dá)的最大區(qū)域。這個(gè)區(qū)域的外輪廓將稱為水平無(wú)動(dòng)力飛行的終跡。
本文假設(shè)給出一架飛機(jī)在高空中飛行時(shí)突然發(fā)生事故，飛機(jī)墜落過(guò)程的開(kāi)始即為無(wú)動(dòng)力飛行，但是由于受到空氣氣流等阻力的影響，通過(guò)對(duì)飛機(jī)墜落過(guò)程的分析，得出飛機(jī)墜落過(guò)程中受力分析如下圖（2）
圖（2） 飛機(jī)墜落受力圖
根據(jù)上圖的受力分析，設(shè)飛機(jī)質(zhì)量為 ，初速度為 ，發(fā)生故障的地點(diǎn)為 點(diǎn)，沿任意方向飛行。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，可以認(rèn)為所受的空氣阻力為：
其中 為阻力常數(shù)，從而得出飛機(jī)墜落的運(yùn)動(dòng)方程：
其中： 分別為 的導(dǎo)數(shù)， 分別為 二階導(dǎo)數(shù)； 分別為沿 軸的風(fēng)力分力。 、 分別為飛機(jī)所受風(fēng)力和自轉(zhuǎn)力。 為飛機(jī)飛行的速度。 、 、 、 分別為風(fēng)力與 軸夾角、自轉(zhuǎn)力與 軸夾角、飛機(jī)速度與 軸的夾角
2.2 空間轉(zhuǎn)換模型
利用地球表面上的空間轉(zhuǎn)動(dòng)參照系與地心坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，以拋射體與地心的距離為地球半徑作為落地點(diǎn)的條件，來(lái)計(jì)算最終的落地時(shí)間和落地位置。
選取地心為原點(diǎn) ，建立地心坐標(biāo)系 ，同時(shí)以地球表面為參照，建立空間轉(zhuǎn)動(dòng)參照系 。 切經(jīng)線（圈）向南； 切緯線（圈）向東； 垂直地面向上，圖中 是地軸，地球自轉(zhuǎn)角速度 沿著該軸：
地球自轉(zhuǎn)角速度的量值約為：
（24小時(shí)地球自轉(zhuǎn)一圈得到）。
設(shè)點(diǎn)A在 體系中的坐標(biāo)值為 。得到地球表面地球坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換圖如下圖（3）所示：
圖3 地球表面地球坐標(biāo)系與地心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換圖
（1）、第一次坐標(biāo)變換，將 體系繞坐標(biāo)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)角度 ，變?yōu)?新的坐標(biāo)體系，則A的坐標(biāo)值變?yōu)槿缦拢?/p>
（2）、第二次坐標(biāo)變換，將 體系繞坐標(biāo) 轉(zhuǎn)動(dòng)角度 ，變?yōu)?新的坐標(biāo)體系，則坐標(biāo)值變?yōu)槿缦拢?/p>
（3）、第三次坐標(biāo)變換，將 體系平移，變成 新的坐標(biāo)體系，則坐標(biāo)值變?yōu)槿缦拢?/p>
（4）于是得到點(diǎn)A在 體系中的坐標(biāo)為：
3 模型求解
由前文公式可求得：
（4）
其中：
通過(guò)求解上述 的表達(dá)式，通過(guò) 編程求解，得到在地球自轉(zhuǎn)和空氣阻力情況下，將飛機(jī)墜落看作斜拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)上述物體運(yùn)動(dòng)方程以及積分方程式求解，得到飛機(jī)墜落的數(shù)據(jù)為：
緯度 、經(jīng)度 、高度 ，初速度 、空氣阻力系數(shù)為 ：
通過(guò) 編程求解，得到黑匣子落地點(diǎn)的坐標(biāo)方位為：
、 、
于是得到飛機(jī)墜落的軌跡為拋射體在地球表面的斜拋運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)由于受空氣氣流的影響，得到黑匣子落水點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度為：經(jīng)度72、緯度26。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文盡可能多的考慮影響失去動(dòng)力后飛機(jī)墜落過(guò)程軌跡和黑匣子落水點(diǎn)的因素（空氣阻力、地球自轉(zhuǎn)、大氣層風(fēng)力等），很好利用地球表面上的空間轉(zhuǎn)動(dòng)參照系與地心坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，將拋射距離轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度，建立了求解墜落飛機(jī)的落地點(diǎn)和落地時(shí)間的模型。建立的模型對(duì)于一些特殊情況，代入特殊數(shù)據(jù)依然可以得出結(jié)果。但是本文所建模型考慮的是常規(guī)情況，對(duì)于特殊風(fēng)向、特殊海洋狀況等，通過(guò)查詢各種相關(guān)資料，得出不同的地礦、不同的天氣、不同的溫度、不同的濕度等情況，都將有一些特殊影響，所以本文模型對(duì)于一些特殊地礦的飛機(jī)墜落情況不適用。在今后學(xué)習(xí)過(guò)程中仍需繼續(xù)探究。但是在求解的過(guò)程，盡量保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
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一、在高中地理教學(xué)中應(yīng)用多媒體教學(xué)法的意義
1.激發(fā)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣。“教師教，學(xué)生學(xué)”是傳統(tǒng)地理教學(xué)的固有模式，而也正是因?yàn)檫@種單調(diào)的教學(xué)模式，讓很多學(xué)生都對(duì)地理學(xué)習(xí)失去了興趣，變得厭倦，甚至是麻木。而多媒體教學(xué)的應(yīng)用則能夠使枯燥的地理課堂變得有聲有色，更容易給學(xué)生的大腦形成較為強(qiáng)烈的刺激，學(xué)生對(duì)接受新知識(shí)的主動(dòng)性和積極性就會(huì)有所提升，并且在這種別具一格的學(xué)習(xí)環(huán)境當(dāng)中，學(xué)生也更容易保持長(zhǎng)久的興奮狀態(tài)，注意力也更為集中，學(xué)習(xí)效率自然也就提升了。
2.化抽象為形象，促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。地理是一門(mén)比較抽象的學(xué)科，其中有很多沒(méi)有辦法直接觀察的地理現(xiàn)象，如果用傳統(tǒng)教學(xué)方法來(lái)講述這些知識(shí)，學(xué)生是非常難于理解的。而借助于多媒體的輔助，則可有效解決這一問(wèn)題。多媒體能夠打破空間和時(shí)間的限制，自由地變換大小、虛實(shí)和時(shí)空等，將那些不可視的地理現(xiàn)象以及事物變化過(guò)程明晰地再現(xiàn)出來(lái)，除了能夠化繁為簡(jiǎn)、化靜為動(dòng)、化抽象為具體之外，還能夠更好地突破重難點(diǎn)，更能夠促使學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。
3.拓展課堂教學(xué)內(nèi)容。多媒體在高中地理課堂上的使用使得課堂信息的來(lái)源更加多樣化，相較于傳統(tǒng)教學(xué)中只有教師和教材這兩個(gè)信息來(lái)源外，多媒體的應(yīng)用還延展了課堂教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，增加了地理課堂的知識(shí)傳授量。比如，每次月考之后，教師都會(huì)講答案告訴給學(xué)生，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，通常都是教師在黑板上把答案抄寫(xiě)下來(lái)或者是逐字逐句地將答案念出來(lái)，這樣是非常浪費(fèi)時(shí)間的。而利用多媒體中的投影技術(shù)則可直接將考試答案直接展示給學(xué)生看，中途省去了抄寫(xiě)或者念答案的時(shí)間，教師也能夠?qū)⒏嗟臅r(shí)間放在“為什么”的講解之上，由此而增大了課堂的容量，課堂教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐的沖突矛盾也就隨之而得到了有效解決。
二、多媒體教學(xué)方法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用
以高一地理（人教版）第一章中的第三節(jié)《地球的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)為例。由于本課中有一些諸如恒星日、太陽(yáng)日、角速度、線速度、遠(yuǎn)日點(diǎn)、近日點(diǎn)等非常難解的概念，如果用傳統(tǒng)的教學(xué)方法來(lái)講的話，對(duì)高一的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解起來(lái)就會(huì)相對(duì)比較困難，所以便可以用多媒體課件來(lái)進(jìn)行輔助教學(xué)，以動(dòng)畫(huà)演示的形式來(lái)對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行講解，由此來(lái)加深學(xué)生的印象，增強(qiáng)其記憶能力，并培養(yǎng)其讀圖和思考的能力，具體操作可作如下參考：
第一，新課導(dǎo)入。教師活動(dòng)：1）《時(shí)間都去哪兒了》歌曲播放；展示春夏秋冬這幾個(gè)季節(jié)不同景色圖片。2）提出如下問(wèn)題：時(shí)間到底到哪兒去了；為什么會(huì)有白天和黑夜以及四季的變換；冬夏兩季，哪一個(gè)的白晝更長(zhǎng)，為什么？學(xué)生活動(dòng)：分小組進(jìn)行討論，回答上述問(wèn)題。
第二，新課學(xué)習(xí)。教師活動(dòng)：1）用課件來(lái)演示地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖；2）讓學(xué)生進(jìn)行觀察和思考，總結(jié)出地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的主要區(qū)別。學(xué)生活動(dòng)：1）仔細(xì)觀察多媒體課件中關(guān)于地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)演示；2）作對(duì)比分析，歸納和總結(jié)出二者的區(qū)別。
第三，演示和探究。教師活動(dòng)：1）將學(xué)生分成四人組，每組配一個(gè)地球儀，讓其自主閱讀教材中和地球自轉(zhuǎn)相關(guān)的內(nèi)容，并根據(jù)這些內(nèi)容用地球儀來(lái)進(jìn)行演示，再進(jìn)行討論，總結(jié)出地球自轉(zhuǎn)的特點(diǎn)；2）讓所有小組逐一對(duì)地球自轉(zhuǎn)的定義、特點(diǎn)、周期和方向等進(jìn)行回答。學(xué)生活動(dòng)：1）認(rèn)真仔細(xì)地閱讀教材內(nèi)容，觀察地球儀，主動(dòng)進(jìn)行探究；2）進(jìn)行小組合作探討，通過(guò)對(duì)比分析，得出結(jié)論，并大膽地表達(dá)出來(lái)。
第四，繪圖。教師活動(dòng)：1）在黑板上繪出相應(yīng)的俯視圖（從北極的上空來(lái)看地球的自轉(zhuǎn)方向）；2）讓學(xué)生以此為依據(jù)，在紙上繪出另外一個(gè)俯視圖（從南極的上空來(lái)看地球的自轉(zhuǎn)方向）。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真觀察教師的繪圖過(guò)程，準(zhǔn)確地在紙上繪出相應(yīng)的俯視圖。
第五，動(dòng)畫(huà)演示。教師活動(dòng)：1）利用多媒體動(dòng)畫(huà)對(duì)太陽(yáng)日與恒星日的區(qū)別進(jìn)行演示；2）播放地球角速度與線速度的動(dòng)畫(huà)視頻；3）視頻演示長(zhǎng)江入海口淤泥堆積的方向，巧妙地引出“地轉(zhuǎn)偏向力”這一知識(shí)點(diǎn)；4）提出問(wèn)題：太陽(yáng)日與恒星日有什么區(qū)別；對(duì)比悉尼和上海這兩個(gè)城市的地轉(zhuǎn)偏向力，有什么不同之處。學(xué)生活動(dòng)：1）認(rèn)真地觀看視頻，研究教材中的相關(guān)內(nèi)容；2）小組討論“太陽(yáng)日與恒星日的區(qū)別”、“不同半球的地轉(zhuǎn)偏向力在方向上有什么不同之處”。
第六，探究指導(dǎo)。教師活動(dòng)：1）讓學(xué)生閱讀教材中有關(guān)地球公轉(zhuǎn)的內(nèi)容并觀看多媒體中有關(guān)地球公轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)；2）讓學(xué)生分小組對(duì)地球公轉(zhuǎn)特點(diǎn)進(jìn)行討論；3）讓學(xué)生在黑板上對(duì)地球公轉(zhuǎn)方向進(jìn)行繪畫(huà)。學(xué)生活動(dòng)：細(xì)心觀察、合作探究、大膽嘗試。
第七，提出問(wèn)題。教師活動(dòng)：1）假如地球只會(huì)自轉(zhuǎn)，不會(huì)公轉(zhuǎn)，將會(huì)出現(xiàn)怎樣的后果；2）假如地球只會(huì)公轉(zhuǎn)，不會(huì)自轉(zhuǎn)，又將會(huì)出現(xiàn)怎樣的后果。學(xué)生活動(dòng)：思考并回答上述問(wèn)題。
第八，課堂小結(jié)。教師活動(dòng)：在幻燈片上歸納和總結(jié)這一課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并以知識(shí)體系的形式演示出來(lái)。學(xué)生活動(dòng)：1）在筆記本上對(duì)本課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)；2） 完成教材上的課后練習(xí)題。
一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的原則
1.科學(xué)性。
地理也是一門(mén)科學(xué)性很強(qiáng)的學(xué)科,教師在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí),首先應(yīng)該遵循科學(xué)性原則,考慮提出來(lái)的問(wèn)題是否經(jīng)得起科學(xué)的檢驗(yàn),否則會(huì)弄巧成拙,誤導(dǎo)學(xué)生。
2.針對(duì)性。
問(wèn)題必須緊緊圍繞科學(xué)目標(biāo),要體現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),能反映教材和教學(xué)大綱對(duì)教學(xué)的要求。教師在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí),只要認(rèn)真挖掘教材的重點(diǎn)和難點(diǎn),研究教材中潛在的知識(shí)和知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,就能使所設(shè)計(jì)問(wèn)題準(zhǔn)確地反映教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
3.可知性。
所設(shè)計(jì)的問(wèn)題要讓學(xué)生通過(guò)努力探索且必須努力探索才能作出正確的解釋,不可太難,否則不但不能啟發(fā)學(xué)生思維,反而會(huì)使學(xué)生思維停滯,導(dǎo)致“啟而不發(fā)”,久而久之讓學(xué)生感到地理“高深莫測(cè)”;也不可太易,否則會(huì)使學(xué)生感到地理知識(shí)“索然無(wú)味”,從而影響學(xué)生探求知識(shí)的興趣。
4.程序性。
問(wèn)題應(yīng)按教學(xué)知識(shí)的發(fā)展過(guò)程,組成一個(gè)循序漸進(jìn)、具有內(nèi)在聯(lián)系的問(wèn)題體系,涉及的知識(shí)要從學(xué)生已有知識(shí)出發(fā)逐步接近到“最近發(fā)展區(qū)”。教師要把握住問(wèn)題的程序性和實(shí)質(zhì)的顯示度。程序過(guò)細(xì),問(wèn)題的關(guān)節(jié)過(guò)于顯露,不能引起爭(zhēng)議,不利于思維的開(kāi)展;程序過(guò)粗,隱含條件太多,學(xué)生不易抓住要點(diǎn),會(huì)使討論無(wú)法深刻進(jìn)行或延緩教學(xué)進(jìn)程。
5.新穎性。
問(wèn)題要力爭(zhēng)開(kāi)闊、新鮮、奇特,給學(xué)生帶來(lái)意外之喜,激發(fā)他們的求知欲,培養(yǎng)他們勤于思考的習(xí)慣。在不同時(shí)段對(duì)同一知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí),運(yùn)用變式的方法可以達(dá)到所設(shè)計(jì)問(wèn)題的新穎。
二、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的途徑
所謂創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,就是從學(xué)生熟悉的或感興趣的自然現(xiàn)象、社會(huì)現(xiàn)象和日常生活中揭示一些有科學(xué)研究?jī)r(jià)值的問(wèn)題,讓學(xué)生分析解決,以引起學(xué)生的認(rèn)知需要,使他們產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。現(xiàn)代教學(xué)論研究指出,問(wèn)題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn),是開(kāi)啟任何一門(mén)科學(xué)的鑰匙。沒(méi)有問(wèn)題就不會(huì)有解釋問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想、方法和知識(shí),沒(méi)有問(wèn)題也就難以誘發(fā)和激起求知欲。因此,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境已成為教學(xué)改革的熱點(diǎn)。那么,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境有哪些途徑呢?
1.品味生活,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。
生活離不開(kāi)地理,地理源于生活。我們只要對(duì)周圍的生活多加留意,注意觀察,收集素材,即可創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,讓生活走進(jìn)課堂,引起學(xué)生的共鳴。
例如:我們常吃的水果――柑橘,大家知道它生長(zhǎng)在哪里?并分析它生長(zhǎng)的環(huán)境。
我國(guó)柑橘分布在北緯16°―37°之間,海拔最高達(dá)2600米(四川巴塘),南起海南省的三亞市,北至陜、甘、豫,東起臺(tái)灣省,西到的雅魯藏布江河谷。柑橘性喜溫暖濕潤(rùn),在北半球主要分布在北緯35°以南區(qū)域有大水體增溫的地域可向北推進(jìn)到北緯45°。柑橘對(duì)土壤的適應(yīng)范圍較廣,紫色土、紅黃壤、沙灘和海涂,pH值4.5―8均可生長(zhǎng),以pH值5.5―6.5為最適宜。柑橘根系生長(zhǎng)要求較高的含氧量,以土壤質(zhì)地疏松,結(jié)構(gòu)良好,有機(jī)質(zhì)含量2%―3%,排水良好的土壤最適宜。
問(wèn):(1)溫度要求是多少?(2)土壤要求是什么?(3)根據(jù)上述原理,請(qǐng)你總結(jié)江南地區(qū)盛產(chǎn)柑橘的原因和季節(jié)?通過(guò)練習(xí),學(xué)生對(duì)江南地區(qū)地理環(huán)境的認(rèn)識(shí)更加清晰,同時(shí)能增加生活常識(shí)。
2.演示實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。
在地理教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)也是一種重要的教學(xué)方式。實(shí)驗(yàn)具有直觀、形象、明顯等特點(diǎn)。在演示實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察,并不斷琢磨、逐漸領(lǐng)會(huì),能達(dá)到解決問(wèn)題的理想境界。
例如:在講熱力環(huán)流時(shí),教師可首先演示空氣對(duì)流實(shí)驗(yàn)。在一間門(mén)窗緊閉的房?jī)?nèi),將一支點(diǎn)著的蠟燭靠近一支點(diǎn)著的香煙。然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提問(wèn):香煙煙氣的飄向情況如何?為什么?最后指出,大氣的運(yùn)動(dòng)有垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)之分,大氣的垂直運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為氣流上升或下沉,大氣的水平運(yùn)動(dòng)即是風(fēng)。由此可見(jiàn),課堂教學(xué)話不在多在于精,言不在說(shuō)在于引,地理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,其價(jià)值在于激人思索,寓意深刻,富有啟發(fā),使學(xué)生由單純接受知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)榉e極主動(dòng)的學(xué)習(xí)主體,這也正是素質(zhì)教育的根本所在。
3.提出假設(shè),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。
假設(shè)是地理學(xué)習(xí)過(guò)程中的一種常用方法,尤其是自然地理部分,會(huì)遇到許多與事實(shí)狀況相反的假設(shè)性問(wèn)題,這些問(wèn)題,雖是假設(shè),但是對(duì)理解、復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)會(huì)有非常重要的作用。因此,我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)假設(shè),使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、抽象的內(nèi)容具體化,讓學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到充分的發(fā)展。
例如:如果地球的自轉(zhuǎn)方向變?yōu)樽詵|向西,其它任何條件都不變,那么(?搖?搖?搖?搖)。
A.太陽(yáng)日的長(zhǎng)度會(huì)短于恒星日
B.北半球水平運(yùn)動(dòng)的物體不發(fā)生偏向
C.春分和秋分日,北京在6時(shí)之前日出
D.南半球副熱帶海區(qū)的洋流呈順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
看到這題,絕大部分學(xué)生覺(jué)得好奇,并且無(wú)從下手,從而集中了注意力。接著我分析:如果地球的自轉(zhuǎn)方向變化了,那么與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)的一些現(xiàn)象將會(huì)隨之變化,C的實(shí)質(zhì)是指晝夜長(zhǎng)短發(fā)生了變化,顯然可以首先排除;而B(niǎo)中的水平物體偏向是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果,只要地球在自轉(zhuǎn),它就應(yīng)該存在,只不過(guò)地球反向自轉(zhuǎn)的時(shí)候,北半球就應(yīng)向左偏了;太陽(yáng)日、恒星日都是地球自轉(zhuǎn)的周期,正常情況下,即公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同向,一個(gè)恒星日內(nèi)地球上的某點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)了360°后,還需再多轉(zhuǎn)59’,才能正對(duì)太陽(yáng),所以太陽(yáng)日比恒星日長(zhǎng)3分56秒,但當(dāng)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)方向相反時(shí),則少轉(zhuǎn)59’即可面對(duì)太陽(yáng),所以太陽(yáng)日也就比恒星日短了3分56秒;由于地球的自轉(zhuǎn),地球上形成了三圈環(huán)流,但自轉(zhuǎn)方向變了,水平運(yùn)動(dòng)物體的偏向也應(yīng)發(fā)生變化,這時(shí)南半球的東南信風(fēng)會(huì)偏轉(zhuǎn)為西南信風(fēng),而南半球的西風(fēng)帶則會(huì)變?yōu)闁|風(fēng)帶,故南半球副熱帶海區(qū)的洋流應(yīng)呈順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。因此本題的正確答案為AD。
地球的運(yùn)動(dòng)是在變化著的，而且極不穩(wěn)定。根據(jù)對(duì)“古生物鐘”的研究發(fā)現(xiàn)，地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)速度在逐年變慢。如在4．4億年前的奧陶紀(jì)，地球公轉(zhuǎn)一周要412天；到4．2億年前的中志留紀(jì)，每年只有400天；3．7億年前的中泥盆紀(jì)，一年為398天。
到了一億年前的晚石炭紀(jì)，每年約為385天；6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)，每年約為376天；而現(xiàn)在一年只有365．25天。天體物理學(xué)的計(jì)算，證明了地球自轉(zhuǎn)速度正在變慢。科學(xué)家將此現(xiàn)象解釋為是由于月球和太陽(yáng)對(duì)地球的潮汐作用引起的。
石英鐘的發(fā)明，使人們能更準(zhǔn)確地測(cè)量和記錄時(shí)間。通過(guò)石英鐘記時(shí)觀測(cè)日地的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在一年內(nèi)地球自轉(zhuǎn)存在著時(shí)快時(shí)慢的周期性變化：春季自轉(zhuǎn)變慢，秋季加快。
科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)認(rèn)為，引起這種周期性變化的原因與地球上的大氣和冰的季節(jié)性變化有關(guān)。此外，地球內(nèi)部物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，如重元素下沉、向地心集中，輕元素上浮，巖漿噴發(fā)等，都會(huì)影響地球的自轉(zhuǎn)速度。
除了地球的自轉(zhuǎn)外，地球的公轉(zhuǎn)也不是勻速運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)榈厍蚬D(zhuǎn)的軌道是一個(gè)橢圓，最遠(yuǎn)點(diǎn)與最近點(diǎn)相差約500萬(wàn)千米。當(dāng)?shù)厍驈倪h(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離太陽(yáng)越近，受太陽(yáng)引力的作用越強(qiáng)，速度越快。由近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)則相反，運(yùn)行速度減慢。
還有，地球自動(dòng)軸與公轉(zhuǎn)軌道并不垂直；地軸也并不穩(wěn)定，而是像一個(gè)陀螺在地球軌道面上作圓錐形的旋轉(zhuǎn)。地軸的兩端并非始終如一地指向天空中的某一個(gè)方向，如北極點(diǎn)，而是圍繞著這個(gè)點(diǎn)不規(guī)劃地畫(huà)著圓圈。地軸指向的這種不規(guī)則，是地球的運(yùn)動(dòng)所造成的。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，地軸向天空畫(huà)的圓圈并不規(guī)整。就是說(shuō)地軸根本就不是在圓周上的移動(dòng)，而是在圓周以外作周期性的擺動(dòng)，擺幅為9″。
由此可以看出，地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)是許多復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的組合，而不是簡(jiǎn)單的線速或角速運(yùn)動(dòng)。地球就像一個(gè)年老體弱的病人，一邊時(shí)快時(shí)慢、搖搖擺擺地繞日運(yùn)動(dòng)著，一邊又顫顫巍巍地自己旋轉(zhuǎn)著。
地球還隨太陽(yáng)系一道圍繞銀河系運(yùn)動(dòng)，并隨著銀河系在宇宙中飛馳。地球在宇宙中運(yùn)動(dòng)不息，這種奔波可能自它形成時(shí)起便開(kāi)始了。
就現(xiàn)在地球在太陽(yáng)系中的運(yùn)動(dòng)而言，其加速或減速都離不開(kāi)太陽(yáng)、月亮及太陽(yáng)系其他行星的引力。人們一定會(huì)問(wèn)，地球最初是如何運(yùn)動(dòng)起來(lái)的呢？未來(lái)將如何運(yùn)動(dòng)下去，其自轉(zhuǎn)速度會(huì)一直變慢嗎？
也許，人們還會(huì)問(wèn)，地球運(yùn)動(dòng)需要消耗能量嗎？若是這樣，地球消耗的能量又是從何而來(lái)？它若不需消耗能量，那它是“永動(dòng)機(jī)”嗎？最初又是什么使它開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的呢？存在著所謂第一推動(dòng)力嗎？
