在課堂上,我們學習了地球自轉的運動規(guī)律和地理意義。作為一種基本的運動形式,自轉即地球繞其自轉軸的旋轉運動。自轉與很多地理現(xiàn)象有關,但地球上還有很多現(xiàn)象對我們來說是謎團或疑團。在老師的指導下,我們通過上網(wǎng)瀏覽查詢、去圖書館查閱資料、咨詢老師和專家等方式獲取了大量信息,并對其認真分類整理、深入地進行了分析探究。
一、我們現(xiàn)有的知識儲備
1.自轉的運動規(guī)律:方向、地軸空間指向、速度(線速度、角速度)、周期(恒星日、太陽日)。
2.自轉產(chǎn)生的地理現(xiàn)象──晝夜交替、時差、地方時等。
根據(jù)地球自轉的運動規(guī)律和地理意義,我們已會分析并解釋一些自然現(xiàn)象,并對可能涉及自轉的地理現(xiàn)象作了探討,現(xiàn)將我們的探究成果總結呈現(xiàn)出來。
二、我們探究的成果呈現(xiàn)
1.如把照相機固定,對準北極星附近的星空,長時間曝光(約10多個小時),就可以得到一幅北極星附近星辰的照片(由中心向外發(fā)散的圓環(huán),各環(huán)及各段顏色不一,像科幻片上的時間隧道)。為什么照片上的恒星會呈現(xiàn)出這樣的運動軌跡?
解析:這與地球自轉軸簡稱地軸的空間指向有關。其北端始終指向北極星附近,地球繞其自轉軸不停地自西向東旋轉運動,如把照相機固定,對準北極星附近的星空,照到的中心即是北極星,對于地球而言,恒星的空間位置被看作是固定不動的。照片上的恒星會出現(xiàn)圓弧狀軌跡,這實際上是由于地球的自轉,照相機也隨地球運動,其結果是恒星看似運動起來了。地球上的人看星辰運動,其視運動則呈逆時針方向旋轉運動。
2.地球的形狀(兩極稍扁、赤道略鼓形的球體)為什么不是正球形?
解析:該現(xiàn)象涉及了一些物理原理,我們在查閱資料的同時向物理老師進行了請教。原來地球自轉所產(chǎn)生的慣性離心力,使得地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前略扁的旋轉橢球體的形狀。這個橢球體的半長軸,即地球赤道半徑為6378.1千米;半短軸,即地球的極半徑為6356.8千米。赤道半徑比極半徑約長21千米。扁率為1/298。
正因為地球自轉形成了兩極稍扁、赤道略鼓的形狀,地球上同一質(zhì)量的物體在不同緯度的地點,重量是不同的。同一質(zhì)量的物體為何重量不同呢?聯(lián)想中學物理上所學的力學原理:地球表面的物體所受的重力近似等于地球?qū)υ撐矬w的萬有引力。(重力公式:G=mg,萬有引力公式:F=GMm/R2,由二者相等可計算出g=GM/R2,不難推出重力加速度在赤道處最小,且由赤道向兩極遞增),故物體的重力隨著緯度增加越來越大。
3.“坐地日行八萬里,巡天遙看一千河”該怎樣解釋?
解析:這是毛澤東的《送瘟神》詩詞中的詩句,指的是在赤道上的情形。地球赤道周長約4萬千米,隨著地球自轉,赤道上的自轉線速度是約八萬里一天,即“坐地日行八萬里”;在地球上看地球以外的天體,一切天體似乎都位于一個以觀測者為球心的球面上。隨著地球的自轉,在赤道上看到的日月星辰數(shù)目最多,即“巡天遙看一千河”。在赤道上能看到全天88個星座,其他緯度則不能取得這種效果。
4.人造衛(wèi)星宇宙飛船發(fā)射地的選擇有何要求?
解析:人造衛(wèi)星、宇宙飛船的發(fā)射地除對天氣條件有明確的規(guī)定(即要在多晴朗天氣的地方)外,對發(fā)射地的緯度也有要求。較低的緯度可借助地球自轉的速度和能量,由地球自轉產(chǎn)生的初速度很大,可給待發(fā)射的人造衛(wèi)星、宇宙飛船以較大的動能,由此可減輕發(fā)射時所帶燃料的質(zhì)量,可以節(jié)省發(fā)射人造天體的燃料成本。譬如神五、神六一直在酒泉發(fā)射,為什么月球探測器的發(fā)射選擇了西昌基地?這是出于地理位置的考慮,因為緯度越低越好(緯度低有利于節(jié)約燃料)。目前我們國家的三個衛(wèi)星發(fā)射場中,只有西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度是最低的,因此探月發(fā)射定在西昌。另外月球探測器發(fā)射選擇的是長三型火箭,西昌的發(fā)射平臺一直都是用來發(fā)射長三型火箭的,這也有利于保障技術的穩(wěn)定性。
5.為什么沿地表作水平運動的物體會發(fā)生偏向?
解析:地球上一切沿地表作水平運動的物體,不論朝哪個方向運動,都會偏離其初始的運動方向,北半球向右偏,南半球向左偏。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?因為任何物體在運動的時候都有慣性,總是力圖保持保持原來的方向和速度。在南北半球,因為地球球形(經(jīng)緯網(wǎng)不平行)的存在,運動的物體經(jīng)過一段時間后看起來就會發(fā)生偏向,促使水平運動物體方向發(fā)生偏離的力叫做地轉偏向力。只有在赤道上,水平運動沒有右偏或左偏的現(xiàn)象,因為那里的經(jīng)線是相互平行的。地轉偏向力對氣流、洋流、河流都會產(chǎn)生影響,例如在北半球,無論是在廣袤的平原還是在浩瀚的大海上出現(xiàn)的龍卷風,它們的旋轉方向大多是逆時針方向的;河流由南向北流動時,河流東岸受侵蝕較厲害,形成東岸地勢較陡、西岸地勢平坦的自然景觀;火車由南向北快速行駛時,右側軌道上所受到的壓力相對左側大些。另外我們還分析了攀緣植物如絲瓜、牽;、紫藤的纏繞方向,經(jīng)認真觀察,發(fā)現(xiàn)它們都是呈逆時針方向纏繞的。這些現(xiàn)象都離不開地球的自轉,也是地球自轉的有力證據(jù)。
我們還研討了地震、火山與地球的自轉有無相關性、板塊構造理論的動力與自轉產(chǎn)生的旋轉能有無聯(lián)系等;趯χR的渴求和對奧秘的探詢,我們在知識的海洋中快樂遨游。真理愈辯愈明,在探究中我們發(fā)現(xiàn),自轉產(chǎn)生了很多地理現(xiàn)象,其涉及的知識可謂包羅萬象,上至天文,下到自然地理,且與物理、化學、生物等學科知識密切相關。深入探究的過程是一個充實學習的過程,探究中遷移到很多我們學過的地理規(guī)律和生活常識,我們不僅豐富了學科知識、訓練了自身的發(fā)散性思維,還提高了運用所學知識解決問題的能力,真正做到了知識遷移,學以致用。
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