科里奥利力01 赤道地区旋转的线速度最大，随着纬度越高，线速度越来越小，到了极点减为零 离心力并非向心力的反作用力

高中·力·惯性力 Post By：2007-4-7 18:19:42 贴子已被锁定      向心力不改变速度大小吗?（2楼） 地转偏向力（3楼） 有没有离心力?（4楼） 关于潮汐现象的选择题（5楼） 潮汐力与引力（6楼） （本帖锁定，以备今后继续。要想回复，请点击上面各帖的链接！）   [此贴子已经被作者于2009-8-8 9:43:20编辑过]

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shaoyx	小大 2楼个性首页| 信息| 搜索| 邮箱| 主页| UC
加好友 发短信物理教与学版主 等级：版主帖子：25359积分：52523威望：10精华：3注册：2004-8-9 18:50:00	Post By：2007-4-7 18:21:35 向心力真的不改变质点速度的大小吗？ Tiancai-Liu： 矛盾！大家都知向心力只改变质点的速度方向不改变大小，且F=mv^2/R=mRw^2，如果向心力变大，m、R不变，那么v^2就变大，质点的速度不就变大了吗？向心力不就改变质点速度大小了？ shaoyx： 提供向心力的那个真实的力若突然增大，那此时刻后的一段时间内，力与速度定然不会再维持相互垂直的关系，从而该真实的力不能再称为向心力，同时它对质点不仅改变其方向还加大其速率。 Tiancai-Liu： 意思是不是说如果那个向心力的大小变了，那么就是提供这个力的力的变而造成的，这个力的变化就导致了让质点做曲线运动的力，就不再和质点的V方向垂直了，也就是不再是向心力了，这时这个力就能改变了质点V的大小了，是吗？如是的话，那么向心力就是只改变质点做曲线运动时的方向了，是吗？ shaoyx： 对！向心力是被特别定义的一种力——它必须是与速度相垂直的；依此逻辑，可以定义一个“加速率力”——它必须是与速度相平行的。这样所有的力都可按此正交分解：“向心力”只改变速度方向，而“加速率力”只改变速度大小。 changhai_jz： 好定义!加速率力! tanbo10001： 什么是"提供向心力的那个真实的力"？请举一列！ shaoyx： 如地球绕日公转时日地之间的万有引力。 tjwangguo： 向心力是万有引力的一个分力吧？ 羽唤星竹： 并不一定，比如绳子的拉力等等都可以提供向心力，向心力只是一个按效果命名的一个合力。
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加好友 发短信物理教与学版主 等级：版主帖子：25359积分：52523威望：10精华：3注册：2004-8-9 18:50:00	Post By：2007-4-7 18:22:18 地转偏向力 lxy1998： 地转偏向力是由什么提供的？ 晓航2008： 万有引力的一个分力提供。 panyx823： 错了。地转偏向力也是人为引入的，不是真实的力，是因为观察者在匀速转动的参照系上观察时，相当于有这样的一个力一样，这在物理上就叫惯性力。 dadadadashaz： 提供?不需要的. panyx823： 这是科里奥利效应，是一个名叫科里奥利的法国人最先用数学方法描述了这种效应。 我们知道，地球是由西向东旋转的，赤道地区旋转的线速度最大，随着纬度越高，线速度越来越小，到了极点减为零。设想空气或洋流从低纬度地区移向北极：在最初，空气或洋流具有与源地相同的向东的速度；当接近极点时，地球转动线速度几乎为零，而这股空气或洋流由于惯性，仍保持着它原来的向东的速度，于是它会相对于北极转向东面。这样，即使空气以相当直的路线向极地方向前进，相对于地球，它看起来却是同时朝东偏转，即相对于空气出发时的方向向右偏转。同理，空气自极地向赤道方向移动时，空气向东的速度很小。向赤道方向移动过程中仍保持原来很小的向东的速度，而地球向东的线速度一直在增大，于是，空气相对于地球向西偏转，相对于空气的出发时的方向，也向右偏转了。在南半球同理可推出是向左偏转了。如果没有地球的旋转，风或洋流将会径直从极地流向赤道。 其实不只是地球的转动会产生这种效应，所有的靠近和远离转动中心的运动，都会存在这样一种偏转效应。例如：在转动的圆盘上向中心行走，就会出现科里奥利效应的偏转。 panyx823： 关于地转偏向力的对话（上海市闵行第三中学　周光明） 张学生一向勤学好问，很喜欢地理学科，李老师对他提出的问题自然是有求必应。 张学生：老师，对地球自转引起水平运动物体偏向这个问题，我始终感到有些困惑，能不能给我详细解释一下？ 李老师：的确，你的困惑在同学中很普遍。对这个问题可以从三个方面来掌握：1、水平运动的物体怎样偏向？2、地转偏向力在什么情况下影响特别明显？3、如何根据地转偏向力来解释一些自然现象？至于地转偏向力产生的原因，涉及到运动物体参照系统的选择等复杂问题，在高中阶段的地理课，我们不必去详细研究了。　 张学生：课本上说，北半球向右偏向，南半球向左偏向，赤道上没有偏向。这里“向右偏、向左偏”到底该怎样判断呢？ 李老师：是啊，许多同学总是从自己站立的位置来判别“左”和“右”，要知道“左”和“右”是一个相对的说法，必需明确是谁的“左”，谁的“右”？当然是相对运动物体原来的方向，换一句话，就是：你的视线与物体运动方向一致，北半球水平运动的物体向你的右手方向偏向，南半球水平运动的物体向你的左手方向偏向。 张学生：喔，明白了！视线与物体运动方向一致，北半球向右偏，南半球向左偏。那为什么赤道上没有偏向呢？ 李老师：物体产生水平偏向的原因是物体运动的惯性，要保持原来的方向不变。在赤道上，所有的经线或纬线都是平行的，记住，这一点很特殊！这样水平运动的物体保持原来的平行方向不变，其运动方向始终与经线或纬线的夹角保持不变。根据经线或纬线来判断其方向，当然就没有变化了。 张学生：是这么回事。 李老师：其实地转偏向力产生的原因可以这样简化理解：经线交汇于南北极点，纬线圈向两极收缩，这样以经纬网确定惯性物体的水平运动就会产生偏向。设想一下：假如我们生活的地球是一个旋转的“圆柱形鸟笼子”，我们是“鸟笼子侧面上的居民”，生活在圆柱体的侧面，在这个圆柱体的侧面上，水平运动的物体有没有偏向呢? 张学生：太有趣了，我们要是真的变成了“鸟笼子侧面上的居民”，这种情况和现在的赤道上一样，水平运动的物体当然没有偏向了。 李老师：现在我们可以大致了解一下地转偏向力的大小。作为北半球的居民，你平时走在路上时，有没有感觉到地转偏向力的干扰，使得你不由自主地向右偏呢？ 张学生：没有啊！（惊谔中……） 李老师：是的，在许多场合下，地转偏向力是微乎其微，可以忽略不计的。最早研究确定地转偏向力的人是法国科学家科里奥利（Coriolis,1792-1843）, 所以地转偏向力又称为科里奥利力，简称科氏力。关于地转偏向力的具体大小，有一个公式：F=2ωmVsinφ，其中，F是地转偏向力，ω是地球自转的角速度，V是水平运动物体的速度，m是水平运动物体的质量，φ是当地的纬度。由此可以看出，赤道上地转偏向力为0，也就是没有偏向；而且纬度越高，地转偏向力越大。 张学生：科里奥利真了不起，这个公式倒很有用。 李老师：我们不妨来计算一下：在纬度30度的地方，一辆质量1000千克的小汽车，速度为100千米/小时，受到的地转偏向力是多大？ 张学生：哦，应该全部化成国际单位，让我拿出草稿纸和计算器……（过了2分钟），好了，是2.02牛顿。 李老师：再计算一下：在纬度30度的地方，质量70千克的某人，速度为10米/秒，这几乎是世界短跑冠军的速度了，算一下他受到的地转偏向力是多大？ 张学生：嗯，用同样的方法，这次熟练多了……结果是0.051牛顿。怪不得平时感觉不到地转偏向力的存在。 李老师：所以呀，在马路上开车、骑车撞了行人，可不能狡辩说：不是我不小心，都是地转偏向力惹的祸。 张学生：是的，这样的狡辩毫无道理。 李老师：与其他作用力比较，地转偏向力尽管很小，但对于流体（液体、气体）而言，其影响就十分明显，不可低估。比如河流对河岸的冲刷程度的差异，比如风向的变化，比如海洋洋流的流向等等。在今后的学习中，我们还会遇到需要考虑地转偏向力的情况。 张学生：现在我对地转偏向力的认识清晰了许多，谢谢老师，再见！ 李老师：不客气，随时欢迎你来提问，再见。 panyx823： 惯性力——科里奥利力 人类的视野是广阔的。他们不仅看到了天空和海洋，看到了眼前的物质，看到了各种力的作用，也看到了赖以生存的地球所蕴含的深刻运动现象。 法国的一位工程师和物理学家科里奥利发现，当物体在作为参考系的转动物体上运动时，会受到另一种惯性力（即科里奥利力）的作用。由于地球是一个转动参考系，所以地面上运动物体一般都受到科里奥利力的作用。 1851年2月3日，物理学家傅科，向法国科学院报告了他用单摆证明地球自转的发现，宣布了摆动平面所描绘的圆与纬度的正弦成正比。这个成功的发现，促使傅科把单摆按比例放大，并搬到巴黎的伟人祠去做。消息一传出，立即成了轰动巴黎的一件奇闻。第二天，巴黎街头人声鼎沸，对科学发现有兴趣的人们，纷纷拥入伟人祠门内，而从里面出来的人都啧啧称赞着：“真是奇迹，我竟能看见地球的自转！” 在伟人祠的高大建筑物里，高高的圆屋顶上悬挂着一个巨大的单摆。这个单摆摆长67米，相当于一座20层楼房的高度，下面悬着一个28千克的重球，正在缓慢而单调地摆动着。 “这有什么稀奇，这不过是一个巨大的单摆而已！”刚挤进伟人祠的人群中有人不禁有些失望。 “请注意单摆的摆动方向！”站在旁边的傅科提醒大家。 人们顺着傅科的手指望去，只见台面上撒了一层细沙，巨摆紧贴着台面摆动，细沙上清晰地留下一条摆动的痕迹。几分钟过去了，人们不由得惊奇起来。原来，单摆的每一次摆动，它的方向都有一点微小的变动。一个小时以后，单摆的方向移动了十几度。 “是什么力使巨摆转动呢？”观看的人们迷惘地四下张望着，“怎么找不到这个力啊？” 这时，傅科又站在圆台前大声对大家说：“女士们、先生们，单摆摆动的方向并没有变动，而是我们脚下的地球在时刻不停地转动！” 经过几分钟的安静之后，人们又一次沸腾起来，他们完全被这个出色的实验表现征服了。在巨摆下面，地球自转竟然表现得如此清楚，如此分明！大家不由自主地拥上前去，紧紧地和博科拥抱，向他表示祝贺。在以后的两年中，世界许多地方多次重复了傅科的实验，研究摆的科学论文也成倍地增长。 话再说回来，傅科又是怎样作出这一发现呢？原来，他对摆和地球自转问题的兴趣，缘于天文观察。当时他只有26岁，因要拍摄天空中星体的照片，就需要长时间曝光，望远镜系统在拍摄过程中也就得连续保持指向天空中的目标。为了控制望远镜系统的运动，使它能跟踪目标，傅科仿照惠更斯未曾实现的圆锥摆钟方案，做了一台特殊的钟，并用一根钢棒支撑摆锤。就在加工钢棒的过程中，细心的傅科注意到，当把一根钢棒夹在车床的卡子上，用手转动车床时，钢棒振动总是要维持它原来的振动平面，不随车床转动。这一不期而遇的力学现象，立即引起傅科的重视，使他联想到是不是可以用类似的方法，做一个表演来证明地球的自转。这个想法一直在他的脑海中萦绕了多年。 1851年1月8日，傅科正在家里观察一个2米长的单摆，想进一步研究单摆的运动规律，几小时过去了。他突然发现，摆动平面不断缓慢旋转，逐渐转向“天球昼夜运动的方向”。惊喜若狂的傅科又在巴黎天文台大厅里，用8米长的单摆重复这一试验，取得成功。接着，便是本文开头的一幕，傅科向法国科学院报告了他的发现。单摆做得很长，摆锤做得很重，便可使摆动持续较长时间，并使摆本身的惯性加大，抵抗空气阻力的本领也增大。这样就可使人们把摆动方向的变化看得更清楚。为了表彰傅科的功绩，各国科学家一致决定，把巨摆命名为“傅科摆”。 轰动巴黎的傅科摆表演，生动而形象地证明因地球自转而引起科里奥利力的理论，并且告诉人们地面上的这种偏转力是沿水平方向的，从而使长期以来对河流、海洋这一类因地球自转有明显影响的现象研究，获得坚实的力学基础。 panyx823： 科里奥利力 【实验目的】 利用演示仪演示科里奥利力的存在。 【实验器材】 1．转盘（圆盘），以支承轴为轴自由转动，2．导轨，3．小球，4．转盘支承轴，5．演示仪支承座，如图4-1所示。 【实验原理】 当小球在一作转动的圆盘上运动时，以盘为参照系，会受到惯性力。其中一部分是与小球的相对速度有关的横向惯性力称为科里奥利力，其表达式为：，其中m为小球的质量，v为小球相对于转动系的速度，ω为转盘旋转的角速度。 【实验操作与现象】 1．当转盘静止，不转动，此时质量为m的小球沿轨道下滑，其轨迹沿圆盘的直径方向，不发生任何的偏离。 2．使转盘以角速度转动，同时释放小球，沿轨道滚动，当小球落到圆盘时，小球将偏离直径方向运动。 3．如果从上向下看圆盘逆时针方向旋转，即方向向上，当小球向下滚动到圆盘时，小球将偏离原来直径的方向，而向前进方向的右侧偏离，如图4-2所示。如果圆盘转动方向相反，从上向下看，圆盘顺时针方向旋转，即方向向下，当小球向下滚动到圆盘时，小球向前进方向的左侧偏离，如图4-3所示。 图4-2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图4-3 媒体文件信息：http://202.115.21.138/wlxt/ncourse/dxwlyssy/web/dxwlyssy/shipinziliao/keliaoli.asf [此贴子已经被作者于2008-9-14 21:50:57编辑过]
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shaoyx	小大 4楼个性首页| 信息| 搜索| 邮箱| 主页| UC
加好友 发短信物理教与学版主 等级：版主帖子：25359积分：52523威望：10精华：3注册：2004-8-9 18:50:00	Post By：2008-8-11 11:15:07 有没有离心力？ zhi_qu 请问有没有离心力？能否说物体受到离心力呢？ shaoyx 有，能。 lvbzh1969 我觉得"离心力"是按效果命名,是合力共同的效果,说是物体"受到"不合适吧？ shaoyx 向心力才是效果力，离心力则是一种惯性力。等效原理认为惯心力与万有引力没有实质上的区别。 sunjingquan 在高中阶段应该是只研究惯性系,所以最好不引入非惯性系的物理量,不提离心力的概念,否则学生更迷糊. lin80212 从高中课本上看是不存在这个说法的：向心力是按效果命名的力，不同性质的力或者几个力的合力都有可能充当向心力；而离心现象是物体所受的力突然消失，或者不足提供向心力时发生的远离圆心的运动，所以，不存在什么离心力。 sunjingquan 高中只研究惯性系,不研究非惯性系,所以才不提离心力.只有在非惯性系中才会有离心力.所以不能说高中课本上没有体现出离心力物体就不受到离心力的作用.只是高中阶段不研究而已.在大学里会学到的.所以楼上的说法不正确.离心力与离心运动是两回事,不能混为一谈. lin80212 离心力并非向心力的反作用力 首先，牛顿的三大定律考虑的前提都是人为制定的参考系。在地面上来看，作圆周运动的小球是受到向心力的作用才得以匀速圆周运动的；但是，如果你就坐在这个匀速圆周运动的球上面，那么你感觉到的是你受到了一个向外的力，这个力就是离心力。离心力是一种假象力，也是一种真实的力。 如果你认为有一个绝对静止的惯性系，那么离心力就不存在，但是真实世界中找不到一个绝对静止的惯性系，那么我们就有理由把离心力作为一种真实力来处理。 人站在匀速圆周运动的地球上，但是我们认为自己是静止的，那么以我们人作为参考系的话，我们人受力平衡，但是我们必然要受到重力，是什么力让我们平衡呢？即离心力。 如果问者是高中生的话，那么在做高中物理题时一定不要考虑离心力，因为高中物理基本都是以惯性系为前提的。 sunjingquan “离心力是一种假象力，也是一种真实的力” ——假象力就不会是真实的力. 牛顿第二定律在惯性参考系中成立,而在非惯性系中不成立.所以为了使牛顿第二定律在非惯性系中可以应用,所以才提出的离心力的概念.同样离心力也是一个效果力,并不是物体实际受到的力. 对于惯性系,绝对的惯性系确实不存在,但我们在处理地面上的运动物体时,都将地面为惯性参考系.研究太阳系内的天体运动时,都以太阳为惯性系,这样处理并没有什么影响. 小新笔蜡 “离心力是一种假象力，也是一种真实的力”怎么理解？离心力是因为真实世界中找不到一个绝对静止的惯性系所以才真实存在的吗？ shaoyx 所谓假象力，主要是说惯性力没有个明显的施力物体，但马赫猜测整个宇宙就是那个施力物体，爱因斯坦也很欣赏这个观点，但至今尚无定论。 说它是真实的力，是因为如果不能确认谁是真正的惯性系（相对论断定确实如此），那么在任意参照系中，你将无法区分万有引力和惯性力。爱因斯坦提出的等效原理说的就是这两种力在本质上是一样的。既然万有引力是真实力，那惯性力就同样是真实力。 小新笔蜡 但我记得离心力像是非惯性力，并不是惯性力呀？ shaoyx 不是你记错了，就是给出该结论的人错了。 zhi_qu 离心力是不是类似于在处理非惯性系时所附加的惯性力啊？应该是一个修正力。 shaoyx 离心力就是一种惯性力。没听说过它是什么修正力。 wuxued “人站在匀速圆周运动的地球上，但是我们认为自己是静止的，那么以我们人作为参考系的话，我们人受力平衡，但是我们必然要受到重力，是什么力让我们平衡呢？即离心力。” ——物体在地球上静止时，与重力平衡的力是离心力？ shaoyx 说得对！ wuxued 第一、如果楼主是高中生，那说明楼主不满足于教材上所介绍的知识，还浏览了另外一些书籍，值得称道。由于对“离心力”一词的困惑，发问于此，是想在此得到一个比较确定的答案。但通观楼上各位的回答，似乎不能解楼主之困惑。 第二、在高中阶段，已经很久不用“离心力”这个词了，所涉及到的问题，都以“离心运动”代之。而其产生的原因，则以“向心力不足（或消失）”代之。尤其是现行教材（新课标）中，更是唯恐避之不及。 第三、“离心力”一词原来是有一个前缀的：“惯性”！谓之曰“惯性离心力”，因此它总是出现在非惯性系中的，为了在非惯性系中应用牛顿运动定律而人为引入的一个力，它是找不到施力物体的，所以它不是真实的力。 第四、一个物体要在受力的情况下处于平衡状态，那么它必须受到两个以上真实的力的作用，而真实的力都能找到施力物体，由于“离心力”找不到施力物体，所以“离心力”不能与重力相平衡，不仅如此，离心力也不能与任何真实的力相平衡。（当然在此是限定于惯性系中考虑问题的） 第五、我们作为老师，在此回答问题，是要对提问者负责的，把问题的表述方式先想清楚，再发帖不迟。 shaoyx “它是找不到施力物体的，所以它不是真实的力” 暂时找不到不等于永远找不到。爱因斯坦把惯性力当作与万有引力同样真实的力创建了宏伟的广义相对论，可见在现代物理中惯性力已经足够真实了。 jiangle2726 “真实世界中找不到一个绝对静止的惯性系，那么我们就有理由把离心力作为一种真实力来处理” ——这句话说得非常好！ zhi_qu 感谢所有回帖的朋友！我是一名教师，但是在初中教了6年，很多东西都生疏了，我现在越来越觉得“教初中教得时间长了，就成了初中水平了”这句话有些道理了，以前还不服呢，作为一名新的高中教师，我要有一个新的开始，离不开各位的支持和帮助，毕竟物理是一门科学，我们自己若有些许的不明白，将会给学生带来不可估量的影响。一方面，我们看中学生成绩；另一方面，我们也应该培养学生的科学素养。在这个论坛上我将我心中的疑问与大家交流，基本上都得到了很好的回答，感觉很是良好。我真是由衷地感谢学科网站，感谢版主（版主的回答很是有学术性），感谢各位回答问题的朋友。谢谢！谢谢！！！希望我也能够帮助别人回答一些问题。 shaoyx 本版又多了一位热心教学的老师朋友，我们也很高兴！欢迎zhi_qu常来学科网！
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shaoyx

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Post By：2009-8-8 9:44:10 潮汐力与引力 braver66 月球最大引潮力为太阳引潮力的2.17倍。虽然太阳的质量比月球大，但是日地之间的距离也大，故引潮力反而小。 再看看这题选什么： 在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7e7倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是： A．太阳引力远大于月球引力　　　B．太阳引力与月球引力相差不大 C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等　　　D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 shaoyx 我看没错，只是似乎没说到点子上，如果提到引潮力与距离的立方成反比就好了。 adsh3832300 为什么会是立方呢？ dadadadashaz 若要简单理解可如下——潮汐力源自引力场的不均匀性，对这个局部引力场作展开，平方那项被精确抵消，于是余下的领头项便是立方项。 如图，地球半径远小于日地距离。计算地表某处太阳引力场，可以以(r/R)展开，领头是平方反比引力场。但是地球在绕太阳转动，在地球上看来，领头项可以被惯性力精确抵消，剩余部分领头项就是正比于R^(-3)的项了。 braver66 AD 不是说月亮的引力更大吗，怎么会是A呢？ shaoyx 注意区分引力与引潮力（或说潮汐力），引力与距离的平方成反比，引潮力与距离的立方成反比。