备课资料(第三节 地球的运动)

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1、http://www.zhnet.com.cn或http://www.e12.com.cn备课资料一、傅科傅科（JeanBernardLeonFoucault，1819—1868）法国实验物理学家，1819年9月18日生于巴黎。幼年时即喜欢精巧手工的创制活动。为此，他早年学习外科和显微医学，后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才，有多项发明创造，因此受各国科学界垂青，1864年当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。1868年2

2、月11日逝世于巴黎，终年49岁。1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒），摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转11°20′（即31小时47分回到原处）时，许多教徒目瞪口呆，有人

3、甚至在久久凝视以后说：“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”这一实验又曾移到巴黎天文台重做，结论相同。后又在不同地点进行实验，发现摆的振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向，北半球为顺时针，南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验，它是地球自转的最好证明。由此，傅科被授予荣誉骑士五级勋章。还有人曾在很深的矿井中进行试验，结果是：自井口中心下落的物体，总是在一定的深度同矿井东壁相碰撞，这就从另一侧面证实了地球的自转。二、恒星日和恒星年教材从地球真运动的角度介绍了地球运动的周期恒星日和恒星年。我们还可以从地

4、球视运动的角度来说明这个问题。首先要建立天球的概念。在晴朗的夜晚观察星空，看到的恒星、行星和月球等，我们都感觉不出它们的远近。当观测点有小距离移动时，我们仍感觉不到星空的变化，这是因为恒星离观测点很远。可以认为，星光都是平行光，只要朝平行的方向看去，看到的就是同一个点，所有的星体都好像镶嵌在一个球面上，无法判断星体的距离。这个球面从观测者的头顶一直向四面八方延伸到地平线。这就是我们对天球的认识。虽然实际上不存在这个天球，它却和我们的感觉很一致，因此，可以借助它来分析和测量天体的位置和运动。在天球上，我们可以定义恒星日和恒星年。在科学工作中，我们常采用恒星时计时系统，它是采用

5、不动的恒星为参考点。天空中的恒星很多，我们常采用春分点（春分点是黄道与天赤道的交点之一）作为标准。恒星日是春分点在天球上连续两次由东向西通过同一子午圈所需要的时间。恒星年是太阳在天球上连续两次通过某一恒星所需要的时间间隔。三、角速度与线速度角速度是做圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球是固体球，因此，自转时球面上各点在单位时间内转过的角度相同，也就是角速度相同。线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘以弧所对应的角。当角度相同时，半径越长则弧长越长。地球上各点都是绕同一个自转轴旋转，纬度不同的地点，对应的自转半径就是当地纬圈的半径，这里粗略地把地球看成球体，因此自转半径

6、＝cosφ×赤道半径。可见，纬度越高，自转半径越小，转过的弧长越小〔弧长＝自转半径×转过的角度（弧度）〕，也就是线速度越小。在南、北极点，自转半径为零，角速度和线速度均为零。四、验证地球自转中鸿智业信息技术有限公司http://www.zhnet.com.cn或http://www.e12.com.cn远古时代，人们认为地球是平的，太阳落到地平面下面，天就黑了。也有人认为，地球是不动的，太阳嵌在天幕上，由于天幕不停地转动才引起太阳东升和西落。现在，人们已经明白：每隔24小时经历的一次白天和黑夜是地球自转造成的。1851年，杰出的法国物理学家傅科在巴黎伟人祠巨大的圆穹顶下，通

7、过70米摆长的单摆摆动平面的转动演示，有力地证明了地球的自转。其实，我们通过浮在水面上的吹塑纸条的旋转也完全能雄辩地证明：地球是自转的。取直径为50厘米的白色搪瓷面盆1只。为便于观察，用特种铅笔，在面盆边缘沿顺时针方向每隔30°作一标记，将其12等分，分别为0°、30°、60°、90°……360°。为防止外界振动和干扰，将盛满清水的面盆置于底楼的水泥地面上。取一张吹塑纸，用刀片剪裁成宽0.1—0.2厘米，长8厘米的纸条。将吹塑纸条浮于面盆水面上，两端平稳地指向0°和180°。为防止风吹和外界影响，可在面盆上盖一薄板