的地点的纬度为?,有
(1)15?sin39?57?/2=15?sin|?|,?1=18?43?.6N,偏转方向相同;?1=18?43?.6S,偏转方向相反。
(2)2?15?sin39?57?=15?sin|?|,?无解。
6、傅科摆的特殊结构,都是为了使摆动平面不受 地球自转 牵连,以及尽可能 延长 摆动维持时间而设定的。它由一个密度大的有足够重量的 金属摆锤 、一个尽可能长的_摆臂 等组成。当傅科摆摆动若干时间后,在北半球的人们会发现摆动平面发生 顺时针 方向偏转,而在南半球摆动平面则发生 逆时针 方向偏转。由于地球自转,地球上自由落体的落点偏 东 ,竖直抛物的方向偏 西 。
复习思考与练习(P117)
1、何谓天体的周日视运动?在不同纬度的地方看到的天体周日视运动有何差异? 答:天球上的天体因地球自转而产生的一种相对视运动,叫做天体的周日视运动。天体的周日视运动因天体而不同,一般来说,恒星周日视运动路线平行于天赤道。不同天体周日视运动的路线不同。南北天极上的天体周日视运动路线缩为一点。太阳、月球除了参与整个天球的周日运动外,还有自身运动。太阳在天球上的运动,是地球绕太阳公转和地球自转联合造成的视运动,其路线于一般的恒星有所不同。月球在天球上的运动则是月球本身绕转地球和地球自转的反映,其路线也与一般的恒星不同,太阳和月球的周日视运动周期都比恒星周日视运动的周期长。
天体的周日视运动还因观测地的地理纬度而不同。一般来说,每个地点(除了赤道和两极外)的天空,都可分恒星永远不落的恒显星区、恒星永远升不出地平的恒隐星区和恒星东升西落的出没星区。但各星区范围的大小,因纬度而异。纬度越高,恒显星区和恒隐星区越大,出没星区越小,天体周日运动圈与地平圈交角越小。纬度越低,出没星区越大,恒显星和恒隐星区越小,天体周日圈与地平圈交角越大。赤道出全是出没星区,恒星周日运动圈与地平圈垂直。在两极,只有恒显星和恒隐星,没有出没星,天体周日运动圈与地平圈平行。
2、在纬度?处,天体上中天时,其方位是多少?是否所有天体都一样?
答:当天体在天顶以南上中天时(即δ? ?),A=0?;当天体在天顶以北上中天时(即??δ),A=180?;当天体在天顶上中天时(即δ=?),A不存在。
3.恒星的赤纬?应满足什么条件,对于纬度?处而言,它才永不下落?永不上升? 答:当恒星?≥(90???),它才永不下落;当恒星?≤?(90???),它永不上升。
4.在怎样的情形下,天体的高度在一昼夜内保持不变?在什么条件下,天体从上升到中天,其方位不变?
答:观测者在南极或北极上观测位于天南极或天北极的天体,天体周日运动圈与地平圈
21
平行,天体的高度在一昼夜之内保持不变。在赤道上观测位,天赤道上的天体从上升到中天,其方位不变。
5.什么是科氏力?地转偏向力同纬度、物体水平运动速度有何关系?试绘图说明地球上水平运动物体偏向的原理。
答:图略
在地球上,使相对于地球运动物体发生运动(方向)偏转的惯性力,叫科里奥利力,简称科氏力。科氏力可以分解成垂直方向和水平方向的两个分力,其中,人们通常说的地转偏向力就是科氏力的水平分力。由地转偏向力作用而造成的水平运动方向偏转,仅是科里奥利力的表现形式之一。其数值可以用下面数学公式表示:
F=2mv?sin|?|
地转偏向力的大小,与运动物体的质量、运动速度和地理纬度的正弦成正比。地转偏向力是一种视力,只能改变物体运动的方向,而不能改变其速率。地转偏向力的方向同物体运动方向相垂直,在北半球垂直指向物体运动的左方,在南半球则垂直指向物体运动的右方。
6.从北京(39?57?N)南下的一列火车,以60km/h的速度运行,已知该列火车的质量为5000吨,问其所受的地转偏向力是多少?
答:已知v=60km/h=16.67 km/s、m=5000t=5?106kg、?=39?57?、39?57?=7.3?10?5rad/s。根据公式F=2mv?sin|?|,有
F=2mv?sin|?|=7814牛顿(N),方向偏东(右)。
7.在南充(30?48?N)、海口(20?03?N)和堪培拉(35?17?S)三地所见天球上的恒显星区、恒隐星区和出没星区的恒星赤纬范围各是多少?试绘图说明之。比邻星离天北极 150?44?,在这三地能见到的它吗?
答:图略
(1)三地所见天球上的恒显星区、恒隐星区和出没星区的恒星赤纬范围见下表:
地 点 恒显星区(?) 南 充 海 口 堪培拉
??59?12? ??69?57? ???54?43?
出没星区(?) 59?12?????59?12? 69?57?????69?57? ?54?43????54?43?
恒隐星区(?) ???59?12? ???69?57? ??54?43?
(2)当比邻星离天北极 150?44?时,其?=90??150?44?=?60?44?,根据上述三地的恒显星区、恒隐星区和出没星区的恒星赤纬范围,可见只有在堪培拉比邻星表现为恒显星,在海口比邻星表现为出没星,在南充比邻星表现为恒隐星。
8.两列同样的火车,以同样的的速度,分别向东、西方行驶,试问其中哪一列火车显得较重?为什么?
答:向东较轻,向西较重,科氏力垂直分力作用的结果。
9.地球自转,还导致地球上作任意方向水平运动的物体,都会与其运动的最初方向发
22
生偏离。若以运动物体前进方向为准,北半球水平运动物体偏向__左____,南半球偏向__右__,赤道上__不_偏。造成地表水平运动物体方向偏转的原因,是由于物体都具有 惯性 ,力图保持自己的速率和方向。地转偏向力的表达式 F=2mv?sin|?| 。
10.选择题(下列各题的选项有一个或一个以上是正确的) (1)在下列城市中,受地转偏向力影响最小的是_________。 A.新加坡
B.北京
C.摩尔曼斯克
D.纽约
(2)火车运行在亚欧大陆桥从阿拉山口到鹿特丹路段上,受科里奥利力的影响,______铁轨承受的压力更大些。
A.南面那条 B.北面那条 C.东面那条
D.西面那条
(3)恒星的周日运动从几个方面反映了地球的自转,正确的是________。 A.天轴实际是地轴的延长线(或平行线) B.恒星周日运动的方向就是地球自转的方向 C.恒星周日运动的周期就是地球自转的周期
D.天球上所有的天体都以天极为视中心周日旋转,其轨迹叫周日平行圈 (4)在地球上纬度愈高的地方,________。
A.出没星区的范围愈大 B.恒显星区的范围愈大 C.恒隐星区的范围愈小 D.周日圈与地平圈的交角愈小 (5)由于受地转偏向力的作用,_________。 A.从赤道向北运动的物体的方向,将向东偏 B.从赤道向东运动的物体的方向,将向北偏
C.在南半球向北运动的物体的方向先向西偏,过赤道以后改为向东偏 D.在北半球向南运动的物体的方向先向西偏,过赤道以后改为向东偏 (6)如果地球自转方向是从东向西的(其他条件不变),那么有________。 A.天体周日运动的方向是西升东落 B.真太阳日长度短于平太阳日 C.自由落体偏西 D.付科摆的摆动平面在北半球沿顺时针方向偏转 E.恒星日的长度大于太阳日
F.自由水平运动物体的方向在北半球偏右
(7)王五观天时,发现黄道和天赤道的一个交点正位于自己的头顶,此时他位于_____。 A.赤道
B.北极
C.45o纬度
D.90oS
第四章 地球的公转运动
复习思考与练习(P124)
23
1.列表说明地球公转的方向、周期和速度。
2.由观测得知,太阳的最大视直径P=32′36″.4,最小的视直径q=31′31″.8,据此,确定地球轨道的偏心率e的大小(提示:太阳视直径的大小与日地距离成反比)。
答:已知近日距l= a(1?e),远日距L= a(1+e),根据太阳视直径的大小与日地距离成反比,有
P/q=L/l= a(1+e)/ a(1?e),得 P/q=(1+e)/ 1?e)
e=(P? q)/(P+ q)=55?/3837? e=0.0168 3.填充题
(1)地球绕日公转的周期统称为 年 ,在天球上选择不同的参考点就有不同的年:如 恒星年 、 回归年 、 食年 、近点年等;它们对应的参考点分别为:恒星 、春分点 、黄白交点、近日点。地球公转的真正周期是恒星 年,它等于 365.2564 (平)日。由于春分点每年沿黄道 西 移_50?.29,致使地球上季节变化的周期为 回归 年,它等于365.2422 (平)日。
(2)地球公转方向是自_西_向__东_。地球在公转的轨道上 一月初 时过近日点,七月初 时过远日点。地球在绕公转的 面积 速度是不变的,而__角_速度和__线__速度却随 日地距离 而变。地球公转的平均线速度为__29.7km/s_,平均角速度为0?.9856/d,即约_1?/d__。公转轨道面与地轴总是保持_66?34?_的夹角,而且北极总是指向 北极星 附近。
4.选择题(下列各题的选项有一个或一个以上是正确的) (1)关于地球在绕日公转的下列说法,正确的是________。
A.太阳中心位于地球轨道椭圆的一个焦点上,这一点也是其他行星轨道椭圆的焦点之一 B.公转是一种转动,即圆周运动
C.春分日,地球位于地球轨道椭圆的中距点
D.地球过近日点时,速度最快;而过远日点时,速度最慢,但面积速度不变 (2)关于地球公转周期的下列说法,是正确的__________。 A.4种周期中,以恒星年最长
B.如参考点在天球谁向东运动,则该周期加长,如参考点在天球谁向西运动,则该周期缩短
C.由于近点年长于回归年,地球过近日点时日(阳历)将逐年推迟 D.由于食年短于回归年,地球过黄白交点的时日(阳历)将逐年提早
复习思考与练习(P130)
1.试绘图说明恒星产生周年视差位移的原理。
24
相关推荐: