关于科里奥利.ppt

关于科里奥利力;在转动参考系内作匀速运动的质点，除受惯性离心力个，还受另一种虚拟力——科里奥利力。;我们先从一个简单的例子说起。如图：设在以角速度ω沿逆时针方向转动的水平圆盘上，有A，B两点，O为圆盘中心，且有OAOB，在A点以相对于圆盘的速度V沿半径方向向B点抛出一球。如果圆盘是静止的，则经过一段时间 △t=（OA－OB）/V 后，球会到达B，但结果是球到达了B转动的前方一点B’，对这个现象可如下分析，由于圆盘在转动，故球离开A的时，除了具有径向速度V’外，还具有切向速度V1，而B的切向速度为V2，由于B的位置靠近圆心，所以V1＞V2，在垂直于AB的方向上，球运动得比B远些。这是在盘外不转动的惯性系观察到的情形。 ; 对于以圆盘为参考系的B，他只看到A以初速度向他抛来一球，但球并未沿直线到达他，而是向球球运动的前方的右侧偏去了，这一结果的分析发现，地球在具有径向初速度V’的同时，还具有了垂直于这一方向而向右的加速度a’，应用牛顿第二定律对于加速度的解释，既然球出手后在水平方向上没有受到“真实力”的作用，那么球一定受到了一个垂直于速度V’而向右的惯性力Fc。这种在转动参考系中观察到的运动物体（由于转动参考系中各点的线速度不同而产生）的加速现象中科里奥利效应，产生此效应的虚拟的惯性力叫科里奥利力。 ; 利用此例可导出科里奥利力的定量公式。 以转动系为参考系，球从A到达B’的时间是 △t’=（OA－OB）/V’ 在△t’时间内球偏离AB的距离 BB’=（V1－V2）△t’ 　　=ω（OA－OB）△t’ 　　= V’ω 在△t’很小的情况下，可以认为沿BB’的运动是匀加速运动而初速为0，以a’表示以加速度应用BB’=1/2 a’ ，与上一结果比较可得：a’=2V’ω。在此转动参考系内形式地应用牛顿第二定律，可得科里奥利力大小为 FC=ma’=2m V’ω 在此例中，圆盘沿逆时针方向转动，科里奥利力方向指向质点运动的右方。同理，如果圆盘沿顺时针方向转动，则科里奥利力的方向指向质点运动的左方。;一般地可以证明，当质量为m的质点相对于转动参考系（角速度矢量为ω）的速度为V时，则在转动参考系内观察到的科里奥利力为 Fc=2m V × ω。 ;傅科摆 （１）用科里奥利力解析傅科摆 下面用科里奥利力向大家详细介绍一下有关傅科摆的问题。 　　上面已经说明，在一般情况下，科里奥利力的公式为： fc=2mv×ω w : 转动系的角速度矢量，w的方向与转轴重合，指向按右手螺旋法则规定。 　　傅科摆受科里奥利力解释对于北半球Ａ点的傅科摆来讲，当摆在一Ａ点有任意速度Ｖ时，其速度均可分为三个分量，径向分量Ｖr ，角向分量ＶΦ ，轴向分量V//。 对于Ｖr ：根据公式，可知其受到的科里奥利力为：fc r = 2mvr ×ω,　　　　　　　　　其大小为2mvrω , 方向为沿y 轴正方向． 对于ＶΦ ：则根据分式有，fΦ ＝２mvΦ×ω , 其大小为2mvΦω ,方向为沿x轴的正方向． 对于V// ：因为V// 与ω的方向夹角为0，所以其不受科里奥利力的作用。 　　则小球受到的科里奥利力为： fc = fc r + fΦ (3) ;并且该力肯定会在这样的一个平面上, 这个平面是由V和ω的方向所组成的平面,并且与速度V垂直. 　　如果对V整体来分析,因为V不与Z轴平行,所以必受科里奥利力的作用.其所受科里奥利力fc 的方向垂直于一个平面,这个平面是由V和ω的方向所组成的平面.所以fc垂直于V, 使V发生偏转. ; ;地球是一个转动参考系，在地球 上运动的物体也受科里奥利力作用． ？科里奥利力在地球上有哪些表现？;;　　地球自转引起水流的科氏惯性力，水流的科氏惯性力冲刷河流右岸（北半球）．;　2.大气环流：大气运动的能量来源于太阳辐射，气压梯度力是大气运动的源动力。全球共有赤道低压带，南、北半球纬度30°附近的副热带高压带，南、北半球纬度60°附近的副极地低压带，南、北半球的极地高压带等七个气压带。气压带之间在气压梯度力和地转偏向力的作用下形成了低纬环流圈、中纬环流圈和高纬环流圈。由于受地转偏向力的作用，南北向的气流却发生了东西向的偏转。北半球地面附近自北向南的气流，有朝西的偏向。在气压带之间形成了六个风带，即南、北半球的低纬信风带，南、北半球的中纬西风带，南、北半球的极地东风带。;大气环流;?　3.气旋和反气旋：气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化的重要天气系统。在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直对准低气压中心流动，也不是沿辐射方向从高气压中心流出。低气压