1、手摆动的轨迹手摆动的轨迹第一节课：第一节课：猜测昼夜交替的原因，发现地心说和猜测昼夜交替的原因，发现地心说和日心说比较符合自然现象。日心说比较符合自然现象。第二节课：第二节课：认识托勒密和哥白尼两个划时代的科认识托勒密和哥白尼两个划时代的科学家，同时也知道哥白尼虽然提出了地球学家，同时也知道哥白尼虽然提出了地球自转的猜测，但却没有确切的证据。自转的猜测，但却没有确切的证据。这个单元我们在经历前人走过的对地球的认识之路：这个单元我们在经历前人走过的对地球的认识之路：莱昂莱昂傅科（傅科（Jean-Bernard-Leon Foucault，1819-1868）是一位法国物理学家，他测量过是一位法国
2、物理学家，他测量过光速，得出的数值与准确值相差光速，得出的数值与准确值相差不到不到1%；他发现了涡电流；发；他发现了涡电流；发明了一种偏光镜；为反射望远镜明了一种偏光镜；为反射望远镜制造了改良镜面；发明了一种简制造了改良镜面；发明了一种简单而精确的方法来检验望远镜镜单而精确的方法来检验望远镜镜面的缺陷；他虽然没有发明陀螺面的缺陷；他虽然没有发明陀螺仪，但是这个名字是他起的；在仪，但是这个名字是他起的；在月球上有一座以他命名的撞击坑。月球上有一座以他命名的撞击坑。不过，他名留青史主要是因为以不过，他名留青史主要是因为以他名字命名的他名字命名的“傅科摆傅科摆”。傅傅 科科实验步骤：实验步骤：1、做
3、好一个牢固的摆。做好一个牢固的摆。2、将摆移到桌子边缘，、将摆移到桌子边缘，将摆以将摆以垂直桌子边缘垂直桌子边缘的方式摆动。的方式摆动。3、非常缓慢非常缓慢地转动底盘，仔细观察地转动底盘，仔细观察摆的轨迹摆的轨迹。4、画下摆的轨迹。、画下摆的轨迹。实验证明摆具有保持摆方向不变的特点。摆摆 的的 轨轨 迹迹1851年，莱昂傅科在巴黎先贤祠安装了一个巨大的摆，摆锤重28千克，摆线长67米，第一次从实验上证实了地球在绕轴自转。摆绳长而摆锤重，摆绳长使摆的周期尽量大一些，摆锤重可以减小空气阻力的影响，再尽量减小悬挂点的摩擦，使摆能在尽可能长的时间内维持摆动。16世纪时，哥白尼发表天体运行论提出“日心说
4、”和地球自转说。此后，虽然有不少间接的迹象证明地球自转，但是直到19世纪，才有了真凭实据傅科摆。傅科还在摆锤下面镶嵌了一根指针，在下面铺设附有尺规的巨大沙盘，忠实地记录摆锤的摆动方位。傅科摆在摆动时，摆动的方向会发生改变，摆动平面以每小时顺时针方向11，以32.7小时为周期环绕一圈。这是因为当地球自转时，傅科摆仍维持在原来的平面上摆动，地球在它下面旋转，两者之间就形成了相对运动，所以在沙盘上留下的摆动刻痕不在同一直线上。傅科摆能证明地球在自转，傅科摆能证明地球在自转，你能解释吗？你能解释吗？单摆的轨迹单摆的轨迹傅科摆留下的轨迹傅科摆留下的轨迹我们来做个模拟实验吧！我们来做个模拟实验吧！笔始终朝
5、一个方向来回划动笔始终朝一个方向来回划动纸张逆时针旋转，看看纸上留下的轨迹纸张逆时针旋转，看看纸上留下的轨迹傅科摆放置的位置不同，摆动情况也傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面不同。在北半球时，摆动平面顺时针顺时针转动；在南半球时，摆动平面转动；在南半球时，摆动平面逆时针逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；转动，而且纬度越高，转动速度越快；在南极和北极是在南极和北极是24小时旋转一周，在小时旋转一周，在赤道上的摆却几乎不转动。而且傅科赤道上的摆却几乎不转动。而且傅科摆要南北摆动，才有旋转现象，东西摆要南北摆动，才有旋转现象，东西摆动就没有旋转现象。能想明白吗？摆动就没
6、有旋转现象。能想明白吗？【跟着傅科摆走遍世界【跟着傅科摆走遍世界】西班牙瓦伦西亚艺术科学城西班牙瓦伦西亚艺术科学城 伦敦科学博物馆伦敦科学博物馆 美国费城富兰克林博物馆美国费城富兰克林博物馆 北京天文馆北京天文馆“傅科摆傅科摆”那种观点正确？那种观点正确？我们经常都会看到一些非常有趣的现象:当我们打开水龙头放水时，水在池中呈顺时针方向旋转；可当我们池底的塞子拔掉放水时，却呈逆时针方向旋转。在赤道则不会形成漩涡。这就是“谢皮罗现象”。北半球的铁轨，总是右侧磨损的比左侧严重。攀缘植物如丝瓜、牵牛花、紫藤等都是呈逆时针方向缠绕的。都是地球自转的有力证据。1、白天和黑夜白天和黑夜 昼夜交替昼夜交替 面
7、对太阳的时候面对太阳的时候 是白天，是白天，转转到背面就是黑夜了到背面就是黑夜了 2、牙签法牙签法 先用一只脸盆装满水，放在水平且不易振先用一只脸盆装满水，放在水平且不易振动的地方，待水静止后，轻轻放下一根木质细牙签，动的地方，待水静止后，轻轻放下一根木质细牙签，并在牙签的一端做一个记号，记住牙签的位置，过几并在牙签的一端做一个记号，记住牙签的位置，过几个小时后个小时后(最好在最好在10个小时以上个小时以上)，再去看时你就会发现，再去看时你就会发现，牙签已经转动了一定角度，看起来好像是牙签在转动，牙签已经转动了一定角度，看起来好像是牙签在转动，其实它并没有转动，而是地球在转动。在北半球，牙其实
8、它并没有转动，而是地球在转动。在北半球，牙签作顺时针转动，因为地球自转在北半球看起来是逆签作顺时针转动，因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的。南半球则与北半球相反。时针方向的。南半球则与北半球相反。地球自转的其他证据地球自转的其他证据3、炮弹法 地球时刻不停地自转，地面上水平运动的物体，必然相对地发生持续的右偏(北半球)或左偏(南半球)。根据这种现象，人们分析射出的炮弹运动的方向，就能证明地球在自转。4、重力加速度法 地球在时刻不停地自转，由于惯性离心力的作用，地面的重力加速度必然是赤道最小，两极最大;地球不可能是正球体，而必然是赤道略鼓，两极略扁的旋转椭球体。重力测量和弧度测量的结果，证
9、实了这些观点的正确性，也就从一个侧面证实了地球的自转。5、深井测量法 地球时刻不停自转，由于自转速度随高度而增加，物体自高处下落的过程中，必然具有较高的向东的自转速度，而必然坠落在偏东的地点。为了证实这一点，有人曾在很深的矿井中进行试验。试验结果是:自井口中心下落的物体，总在一定的深度同矿井东壁相撞，从另一个侧面证实了地球的自转运动。课外思考：课外思考：1、如果在地球上挖一个很深的井，我把一个、如果在地球上挖一个很深的井，我把一个从这个正中央扔下去，我明明从正中央扔下去从这个正中央扔下去，我明明从正中央扔下去的，猜测一下有没有掉到正中央？的，猜测一下有没有掉到正中央？2、小船停在岸边，无论是风平浪静还是什么、小船停在岸边，无论是风平浪静还是什么情况，渔民都要把它给拴住，为什么很平静的情况，渔民都要把它给拴住，为什么很平静的湖面都要把它给捆起来，你觉得是什么原因？湖面都要把它给捆起来，你觉得是什么原因？3、在这个高山上啊，用一颗导弹打中敌人的、在这个高山上啊，用一颗导弹打中敌人的碉堡，我明明已经瞄得很准了，会怎么样？碉堡，我明明已经瞄得很准了，会怎么样？
