科里奧利力教學(xué)課件

科里奧利力演示化學(xué)工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)1301張盼科里奧利力演示化學(xué)工程學(xué)院1科里奧利力演示卡皮羅現(xiàn)象

20世紀(jì)40年代科學(xué)家卡皮羅發(fā)現(xiàn)了這么一個(gè)現(xiàn)象：水槽中的水在漏下時(shí)會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針的渦流。后來(lái)，他在水流下時(shí)故意用手指向相反的方向攪動(dòng)，但手離開后漩渦又恢復(fù)了原來(lái)的旋轉(zhuǎn)方向。這是否與漏水口的形狀有關(guān)？于是他做了許多不同形狀的漏水口，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是相同的。他對(duì)此困惑不解，于是到世界各地去做同樣的實(shí)驗(yàn)，是他大為驚奇的是在南半球水流漩渦的方向與北半球剛好相反，在北半球是逆時(shí)針的而在南半球是順時(shí)針的，在赤道附近兩種情況幾乎各占一半?？ㄆち_喜出望外，他終于找到了結(jié)論，在原渦流的方向與地球上所處的位置有關(guān)。事實(shí)上，卡皮羅現(xiàn)象是地球在自傳過(guò)程中由于慣性引起的一種所謂科里奧利力造成的?？评飱W利力演示卡皮羅現(xiàn)象2科里奧利力演示科里奧(Gaspard-Gustavede

Coriolis),法國(guó)著名科學(xué)家，1835年發(fā)現(xiàn)科里奧利力，并用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行了論述?？评飱W利力演示科里奧(Gaspard-Gustavede3科里奧利力演示

那么，什么是科里奧利力呢？科里奧利力演示那么，什么是科里奧利力呢？4科里奧利力演示當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于慣性系做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體系，其軌跡是一條曲線。立足于旋轉(zhuǎn)體系，我們認(rèn)為有一個(gè)力驅(qū)使質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡形成曲線，這個(gè)力就是科里奧利力科里奧利力演示當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于慣性系做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相5科里奧利力演示

在勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中的運(yùn)動(dòng)物體，除附加慣性離心力作用外，所附加的另外一種慣性力。

科氏力的大小取決轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω和物體的徑向速度v

。fc存在條件：運(yùn)動(dòng)速度v和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω必須同時(shí)存在。v與ω垂直fc最大；兩者平行fc=0。科里奧利力演示在勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中的運(yùn)動(dòng)物6科里奧利力演示科里奧利力的三個(gè)特征：1）與相對(duì)速度成正比，故只有當(dāng)物體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系運(yùn)動(dòng)時(shí)才可能出現(xiàn)；2）與轉(zhuǎn)動(dòng)參考系的角速度的一次方成正比，而離心力與角速度的二次方成正比，故當(dāng)參考系的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較小，科里奧利力比離心力更重要；3）力的方向總是與相對(duì)速度垂直，故不會(huì)改變相對(duì)速度的大小?？评飱W利力演示科里奧利力的三個(gè)特征：7科里奧利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象1）貝爾定律：北半球河流的右岸比較陡峭，南半球則左岸比較陡峭。這是人們從實(shí)際觀察中總結(jié)出來(lái)的。因?yàn)榈厍蚴且粋€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的參考系，地球上運(yùn)動(dòng)的物體也受科里奧利力作用?？评飱W利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象8科里奧利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象2）信風(fēng)的形成赤道附近的信風(fēng)在北半球是東北方向，在南半球是東南方向?？评飱W利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象9科里奧利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象3）北半球的強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，北半球是沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的漩渦，南半球是順時(shí)針。【畫圖】

科里奧利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象10科里奧利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象4）落體偏東【圖示，指明赤道處效應(yīng)最大】物體從高處自由下落，所受的科里奧利力的方向不論是南北半球均是向東，因此使得落點(diǎn)偏東。A物體并不是垂直下落到地面B點(diǎn)的，而是稍微偏向東方的C點(diǎn)?？评飱W利力演示關(guān)于科里奧利力的生活現(xiàn)象A物體并不是垂直下落到11科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用1.陀螺儀旋轉(zhuǎn)中的陀螺儀會(huì)對(duì)各種形式的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生反映，通過(guò)記錄陀螺儀部件受到的科里奧利力可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的測(cè)量與控制。主要有：陀螺方向儀、陀螺羅盤、陀螺垂直儀、陀螺穩(wěn)定器、速率陀螺儀、陀螺穩(wěn)定平臺(tái)、陀螺儀傳感器等科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用12科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用2.質(zhì)量流量計(jì)讓被測(cè)量的流體通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或者振動(dòng)中的測(cè)量管，流體在管道中的流動(dòng)相當(dāng)于直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)量管的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)角速度，由于轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)是受到外加電磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的，有著固定的頻率，因而流體在管道中受到的科里奧利力僅與其質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，而質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度即流速的乘積就是需要測(cè)量的質(zhì)量流量，因而通過(guò)測(cè)量流體在管道中受到的科里奧利力，便可以測(cè)量其質(zhì)量流量。科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用13科里奧利力演示科里奧利力演示14科里奧利力演示科里奧利力演示15科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用3.用科里奧利力效應(yīng)預(yù)測(cè)最大余震利用科里奧利力，用定性的方法對(duì)大地震余震的最大強(qiáng)度作出快速判斷。其判斷方法是用右手螺旋前進(jìn)還是后退，即可判知科里奧利力是促使斷層兩盤是相互擠壓還是拉離，從而按逆斷層大震先例來(lái)判斷余震的最大強(qiáng)度。曾用科里奧利力效應(yīng)對(duì)2008年汶川8級(jí)地震的最大余震作出了正確的預(yù)測(cè).科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用16科里奧利力演示科里奧利力的應(yīng)用4.傅科擺（實(shí)驗(yàn)演示）原理：擺動(dòng)可以看做是一種往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，在地球上的擺動(dòng)會(huì)受到地球自傳的影響。只要擺面方向與地球自傳的角速度方向存在一定的夾角，擺面就會(huì)受到科里奧利力的影響，而產(chǎn)生一個(gè)與地球自轉(zhuǎn)方向相反的扭矩，從而使得擺面發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。科里奧利