地球自转

重力与地球引力关系的分析

分析物体运动和受力情况首先要确定参考系，例如物体在加速度向上升降机里，以地面为参考系，如果物体相对升降机静止，物体加速度向上，合力向上，支持力N 大于重力G 。如果物体在升降机里相对升降机做“自由落体”运动，加速度等于g ，方向向下，物体做上抛运动。以升降机为参考系，升降机是非惯性参考系，此参考系相对惯性参考系的加速度a 向上，为了在此参考系能对物体用牛顿定律进行分析，每个物体m 加一个向下的惯性力ma 。如果物体相对升降机静止，物体受支持力、重力和惯性力作用，重力和惯性力的合力是重力的视重，物体看作二力平衡，即视重与支持力平衡。视重大于重力，处于超重状态。如果物体在升降机里“自由落体”，加速度m F mg g 惯视+=

，这加速度是视在加速度，视在加速度大

于重力加速度，方向竖直向下。

研究地球表面物体受力情况，分析方法与以上方法相似，假设物体在北纬θ（θ≠90°），海平面高度的水平面上，分为两个不同参考系进行分析。 一、以地心为参考系

我们将地心参考系看作惯性参考系。如果物体相对地球表面处于静止状态（如图），物体受地球的引力F 和水平地面的支持力N ，由于地球自转，物体随地球做匀速圆周运动，物体到地轴的垂足O ＇是圆心，物体到地轴垂线为半径，地球引力F 和支持力N 的合力是向心力F 向。

如果物体在地球表面做自由落体运动，物体只受地球的引力作用，并

有随地球自转的水平初速度，因为物体运动范围较小，物体运动看作平抛运动。加速度由地球引力产生，方向竖直向下，大小为2G M

R 。

以地心为参考系，相对地表面静止的物体随地球做匀速圆周运动，相对地表面自由落体的物体是做平抛运动，物体处于非平衡状态，在此参考系分析物体的视重是没有意义的。

二、以地表面为参考系

由于地球自转有向心加速度，地表面是非惯性参考系，以地表面为参考系每一个物体m 加一个惯性力F 惯=ma 向，方向是与地轴垂直的离心方向。物体在不同的

纬度上旋转的半径是不一样的，在赤道处最大，两极处为0，惯性离心力也是如此。如果物体相对地球表面处于静止状态（如图），物体受到地球的引力F 、水平地面的支持力N 和惯性力F 惯三个力作用，并三力平衡。

地表面的人以为地表面是静止的，将引力F 和惯性力F 惯的合力看作重力。

此重力不是引力，是地球引力的视在重力，视重与支持力是二力平衡。人 a

惯

们从支持力的大小和方向，或从对支持面的压力的大小和方向判断视重的大小和方向，也可以从测量自由落体的加速度得到重力的大小和方向。

以地表面为参考系，每个物体加上一个惯性力，相对地表面静止的物体处于受力平衡状态，相对地表面自由落体的物体是做初速度为零的匀加速直线运动，在此参考系分析物体的受力和运动情况重力有实际意义，而向心力没有意义。

三、教师教学参考书中分析重力和地球引力的内容

“地球上的物体都受重力作用，这是由于地球对物体的吸引而产生的。

但是严格说重力并不是地球的引力。地球本身的自转运动，使得其上的物

体都随着地球的自转而围绕地轴做匀速圆周运动，物体的这种圆周运动，

需要垂直指向地轴的向心力。这个向心力只能由地球对物体的引力来提供。

设地球对物体的引力为F ，向心力为f ，重量为W ，三者的关系是

F f W =+ ，即重力W 是引力F 的一个分力（如图）。” 以上分析应该是以地心为参考系的，认为物体的向心力和重量是地球引力的分力。现在所有的高中教材和教辅书都是以此观点分析重力和地球引力的关系。

笔者认为静止在水平地表面的物体，以地心为参考系，物体只受地球引力和支持力的作用，

向心力是它们的合力，引力是向心力的一个分力，在此参考系说向心力是引力

的分力是错误的。道理很简单，例如一个物体只受两个力F 1、F 2的作用，F

是它们的合力（如图），因为可以将F 1分解为F 和-F 2，所以说F 1是F 的合力

一般人是不能接受的。 以地表面为参考系，物体受到地球引力、支持力和惯性离心力作用，三力平衡，如果将地球引力和惯性离心力的合力看作重力，则重力和支持力二力平衡，重力是支持力的平衡力。在此参考系分析向心力是没有意义的，说地球引力是向心力和重力的合力是错误的。

也就是说将两个不同参考系中分别有意义的力，向心力和重力看作是引力的分力，是不妥当的，表面看它们的大小和方向关系符合分力和合力的关系，但这样的受力分析无法解释物体的运动，与做匀速圆周运动的物体所受的合力是向心力观点是相矛盾的。力的关系不能只从力的大小和方向关系随意确定合力和分力关系，如果这样任何两个力都能互称合力和分力关系，力之间只有了数学关系，而失去了物理意义。力不能脱离物体而存在，力的关系与物体的运动情况有关，运动情况与参考系有关，力的关系是不能随意组合的。

陈经纶中学 曹伟达

06.2

F

史锦顺答辩 (by shijinshun ) [2005-12-20]

重量就是质量是国家法规的规定

重量就是质量是国家法规的规定拙文是篇自然科学小品文，即科普文章。文中已说得很清楚，是说明讲解，而不是提出新观点。上学时，我也曾把重量与重力混同。后来搞计量，接触国家的法规，对重量与质量的等同性，开始觉得怪，认真地想一想，也就想通了。原来重量就是质量，mg是重力。1990年，受命在研究所内宣讲法定计量单位，别的内容都好讲，“重量是质量”是难点。为了讲清楚，便想些论述方法，于是便有了这篇小品文。论证方法妥当否，由我负责。“重量就是质量”这个基本点，是国家法规的规定。而它又是对的，是真理，不可置疑。我既未冒充是这个真理的发现者，也不会冒领由此而产生的任何荣誉。这篇小品是瞎扯蛋还是有可取的思想方法，那就见仁见智，任凭读者品评了。不过，我该说明几点。 1 重量是质量的俗称，这明明白白地写在中华人民共和国法定计量单位中。做为中华人民共和国的公民，有义务遵守国务院的法令，自己一时不理解，要努力学习，不可肆意挖苦讽刺。 2 对“重量就是质量”这一命题，笔者接触的科技界人士中，学术水平高的，较易接受，学术水平低些的，接受较慢。认为凡写在书上的，如“重量是重力的量度”，就是真理，这样人并不少，我们的态度是开导他们。学知识，辨别学术是非，要认真思考，不可自以为是。 3 理想实验是很好的思维方法。词典及许多书都说重量在各地不同，中央电视台的开心辞典节目也这样说过，但这是不对的。称重量最精密最准确的量具是天平。天平实现被测物与砝码间的比较。天平平衡，表示两边力矩相等。等臂天平，两边力臂相等，对消，则平衡时两边重力相等；两边重力相等，又是同一地点，两边重力加速度相同，对消，则平衡时两边质量相等。砝码的千克数，就是被测物的千克数。只要想明白称重就是测量质量，重量当然在哪里称都一样。杆秤称重是测质量的道理，文中讲得很详细，不必再说。 4 文中讲到用杆秤、台秤、天平这些利用杠杆原理的衡器，称重时重力加速度g消掉了。你敢讲弹簧秤和现在广泛应用的电子秤吗？其实，道理是一样的，稍绕点弯。任何测量仪器都是一种比较器，实现被测物同量值标准的比较。在弹性范围内，弹簧长度的变化量与受力大小成正比。弹簧可以用来测力，也可以测质量，测量结果是力还是质量，取决于如何对弹簧的伸长量定标。用途不同，定标方式不同，校准方式也不同。测重量的弹簧装置是弹簧秤。用砝码定标，标度为kg。例如量程5公斤的弹簧秤，可用标称值为1kg、2kg、3kg、4kg、5kg的5个砝码定标（理论上，定标用一个砝码即可，所用砝码越多，非线性误差越小）。定标的刻度为质量m的数值，因它与校准处的重力加速度g有关，异地测量，g值变化，要作修正。精密的电子秤都带有修正表（例如按海拔高度的修正表。）弹簧秤给出的是质量即重量。电子秤的本质是弹簧秤（加计算器）。加速度有较大变化时，弹簧秤的标度必须用砝码校准后才可用。弹簧秤称重本质是质量对质量的比较，弹簧秤称得的重量就是质量。弹簧测力计与弹簧秤结构一样，而刻度不同，标度为N（牛顿），校准用测力机，或砝码的已知受力（包含了已知的当地重力加速度）。某甲质问：老史文中自称体重96公斤，你到月球上用弹簧秤量，测出就是16公斤，怎能说重量不变？老史回答：计量工作管测量工具的合格性。首先我得管管弹簧

秤准不准。办法是用砝码校准弹簧秤。在月球上，96公斤砝码在弹簧秤上的标度点，恰是量我体重的示值点。用经过校准的弹簧秤量，我的体重仍是96公斤。某乙：啊，这里核心问题是称重量的任何秤都必须用砝码校准。老史：对。任何秤的本质都是实现被测物同砝码质量的比较，秤称重的本质是测质量，重量就是质量。好，先到这里，有问题下次再谈。是真理就能弄明白，就能讲明白。史锦顺的说明重量是质量，但不能说质量是重量 1．我在科学小品文“关于‘重量就是质量’的答辩”中，在上回的辩词中，确实多次说过“重量是质量”的话，但从来没说过“质量是重量”。重量是质量不等于质量是重量。说老史是老年人，这对；但反过来说老年人是老史就错了。这里有个所指范围大小的问题，逻辑学上叫做外延不等。质量是个大概念，外延广：一个原子有质量；一个金戒子、一袋米、一个人、一车钢材，各有各的质量；地球有地球质量，月球有月球质量，太阳有太阳的质量。其中，属于‘人民生活和贸易’范围的，‘质量习惯称为重量’。金戒子、袋装米、人、钢材，都可用秤称重量，重量就是质量。地球、月球、太阳，太大了，原子又太小，人们无法用秤称量，没人称过，它们也没有重量这个称谓。这些生活和贸易以外的物体，称质量即可，不必要再称重量。 2．什么是小品文，新华辞典的表述如下。“小品文：散文的一种。特点是篇幅短小，形式活泼，内容多样化。或夹叙夹议地讲一些道理，或简明生动地叙述一件事情。根据内容可分为讽刺小品、时事小品、历史小品和科学小品等”。说拙文是小品文，定位是准确的。我的原意是说，这篇不是学术论文。因为学术论文必须有作者的新见解（作者这样认为），笔者发表在奇迹文库的系列论文，其他各篇都有新见解，而只有这一篇例外，是篇并无新的学术见解的短文，即小品文。它形式活泼，但内容是讲科学道理，既不是科幻的空想，也不是小说的虚构。3.“人民生活和贸易中，质量习惯称为重量”。这是中华人民共和国法定计量单位的原话。每个公民都有义务弄明白。自以为是地把国家法规当笑料，是不应该的。重量是质量，不是我的个人观点，但我赞成这个命题。我为宣传国家法规而讲解，为维护国家法规而辩论。史锦顺的再说明网上查到一文，得知重量是质量的俗称，源自国际计量大会，现载这里，可以结束争论了。引文如下：为什么取消“重量”概念河北承德民族师专郭建中重量作为一个物理概念，它的确切意义究竟是什么？各教科书说法不一，对此有不同的理解和解释，因此在它的用法上就造成了“一词多意”的混乱现象。一、认为重量就是质量。在日常生活中，我们购买一些东西，常说它们的重量是多少公斤或斤。这里所说的重量，实际上是质量。因为售货员使用的台秤或杆秤，跟天平一样都属于杠杆类量具，只能测量物体的质量。另外，我们买一些东西往往关心的也是所含物质的多少。也就是关心质量的大小，况且公斤和斤也都是质量的单位，所以说日常生活中所说的重量，实际上是质量。二、把重量直接定义为地球对物体的万有引力如美国《PSSC物理》一书中规定：“一个物体所受地球的引力的大小叫做物体的重量。”在我国，没有把重量直接定义为万有引力，但把重量当作万有引力在应用，仍是十分普遍的。比如说重力（即重量）充当人造卫星的向心力，又比如说，物体在月球上的重量是它在地球上重量的六分之一；上述各用语中讲到的重量，实际上都是万有引力。

三、认为“重量就是重力” 高中物理甲种本第一册P10指出：“地球上一切物体都受到地球的吸引作用，这

种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。重力也常常叫做重量”。全日制十年制高中物理课P11也指出：“重力就是重量。” 重量的最初概念来自于人们日常生活的感受，手提物体，手会感到沉重；绳子下端系一物体，细绳会被拉直；两头支起的水平簿板，中间放上物体会变弯，该板弯得越厉害，说明板上的物体越重。人们习惯上把这种向下的沉重作用叫重量，苏联物理学家C·哈依金的《力》中就是这样定义重量的：“物体作用于相对地球静止的悬点或台上的力，叫做物体的重量。”这种讲法比较容易为人们所理解和接受，按这种讲法，重量作为一种力，属于接触力，是弹性力。而重力则是地球对物体的万有引力在竖直方向上的分力（万有引力的另一个分力沿地球纬度平面，指向地轴，充当物体随地球自转所作圆周运动的向心力），属于非接触力，是场力。由此可见，重量和重力是性质完全不同的两种力。物体所受的重力是作用在物体的重心上，物体是受力者，而重量是作用在支持物上，物体是施力者。重力是恒力，而重量是变力。在地球表面附近我们可近似地认为物体所受的重力G＝mg是恒力，与物体的运动状态无关，不论物体是处在静止状态或匀速直线运动，还是作加速、减速运动，它所受到的重力之值是不变的，然而物体的重量是可以改变的，是与物体的运动状态有关的变力。当物体向上或向下作加速运动时，物体的重量就会出现增大或减小，这种现象称为物体的“超重”或“失重”。当物体以加速度等于重力加速度g之值向下自由落下时，物体就会处于“完全失重”状态，这时物体的重量为零。而此时物体受到的重力是不会为零的。总之，重量是弹性力，是物体所施的力的大小，是变力，可以为零，而重力是场力，是物体所受的力，是恒力（近似的），不能为零。重量和重力是作用在不同物体上的性质完全不同的力，由此可见，不能认为“重量就是重力。” 重量这一概念的多重意义，给教学、科研以及国际交往，带来不便，由于质量、万有引力、重力（物体作用在支持物上的力，都有自己明确的定义和称呼。直接利用这些概念足以很好地分析和解决有关的实际问题。在这种情况下，保持重量概念已无实际意义。因此，国际计量大会建议在科学用语中，取消重量概念。考虑到日常生活中，重量实质上是质量的事实，决定把日常生活中的重量看作是质量的同义词或惯用语。我国国务院在1984年2月27日发布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》中明确规定基本物理量中只有质量，没有重量，并且慎重地注明：“人民生活和贸易中，质量习惯称为重量。”1984年6月9日，国际计量局在180号文件中要求从1986年1月1日起大中小学教材一律按国务院命令，使用法定计量单位，重量这一概念也应当从86年1月1日起停止使用。

重力概念是多余的模糊的不科学的 (by qhej ) [2009-09-30]

什么是重力？‘重力就是物体所受到的引力’,这就是今天所有物理教材对重力所下的定义。很显然，这也就是说，重力并不包括物体本身而只是所受到的引力。换句话说，重力就是引力。如此请问，既然有了‘引力’ 为什么还要重复的创造出一个‘重力’来？在涉及到沉浮问题时，面对轮船浮于水面的现象，今天的物理教

材说这是因为轮船受到的‘浮力等于重力’，这就等于是说轮船浮于水面是所受到的‘浮力等于引力’的结果。请问这样的说法符合事实吗？合理吗？今天世界各国在贸易往来中都把‘重量’而不是‘重力’作为衡量物体轻重的单位，由此可见‘重量’概念的客观性重要性和科学性。今天物理学中没有重量的概念，并不等于‘重量’不是客观存在，而只能说明今天的物理学还很不完善还很幼稚，还有待改进。因为任何科学概念只有符合现实时才是正确的；任何科学理论只有能够为现实服务时才会有生命力。这是必然的。由以上分析不难看出，重力概念的确是多余的模糊的不科学的。客观的来看，重量应该等于质量x引力x速度，即M

重=mfv。当物体相对静止时，则M重=mf。重量与质量的根本区别在于，重量是有方向的矢量，因此它会随速度的变化而变化；而质量则只是无方向的标量，因此它永远不可能随速度的变化而变化。爱因斯坦根据质能关系式，之所以会得出质能可以相互转化的错误结论----自己40多年始终无法证明，原因就在于他始终没有能够真正的搞清楚质量与重量的真实的关系。

“重量”的定义

关于重量，可以这样说，人们对重量的熟悉程度要强于对质量的熟悉程度．但长期以来，由于重量的定义也具有多种表述，结果在物理学等方面，使重量这个概念变得含混不清．

综观现行的物理

教材和参考书，关于重量的定义亦有多种表述．第一种为：“重量是一种力，它是由地球吸引而产生的，是使物体产生重力加速度的原因．”第二种为：“重量就是重力．”第三种为：“重量是物体对水平支持物的压力或物体对竖直悬挂绳子的拉力．”第四种为：“重量就是重力的大小．”

以上重量的第一、第二、第三种表述都给重量赋予了力的含义．但第一、第二种表述说明重量的力性属万有引力，而第三种表述说明重量的力性属弹性力；重量的第四种表述扬弃了重量的力性，它既保留了重量和重力的数量关系，又克服了重量作为一种力所带来的缺陷和麻烦（指与引力、重力相混淆）．重量既然作为重力的量度，就能用弹簧秤直接来测得物体所受的重力大小．

物体重量的多种

定义，哪一种好些？这问题历来是有争论的．但是，由于定义本来是人为的，是为了便于解释问题而指出的，重要的是，若采用某一种表述作定义，那么，有关的现象就应当用这个定义所规定的含义去解释，不能前后矛盾．现行中学物理采用“重量就是重力”的定义，尽管如此，但是习惯上只说“重力的分解”，而不说“重量的分解”；只说“物体有重量”，而不说“物体有重力”；只说“重力加速度”而不说“重量加速度”．

从以上重量定义

的多种表述可以看出，重量仅在物理学上就已含有多重意义了，若考虑到重量一词在日常生活

中的运用，其含义就更多了．譬如，日常生活中，我们购买粮食、水果等物品时，常说它们的重量是多少克或多少公斤，这里说的重量实际上是质量．因为售货员使用的台秤或杆秤，跟天平一样，都属于杠杆类量具，只能测量物体的质量．另外，公斤和克都是质量的单位．

重量术语的多重

意义，给教学、科研、图书出版以及国际交往等带来很多不便．事实上，质量、万有引力、重力及物体作用在支撑物上的力，各自都有明确的定义和名称．直接利用这些概念完全可以很好地分析和解决有关问题．在此情形下，保留“重量”概念已无实际意义．国际计量大会早就建议在科学术语中取消重量一词，而把日常生活中的重量看作是质量的别名．世界上已有80多个国家接受国际计量大会的建议．国际计量大会已在近年通过规定，重量这一名称，今后不再具有力的含义，重量是质量的别名．1984年4月27日国务院发布的《中华人民共和国法定计量单位使用方法》也接受国际计量大会通过的上述规定．今后凡在指力的场合，“重量”应改成“重力”．在科学技术领域中最好不采用“重量”一词．当然，在日常生活中仍可采用“重量”一词，但注意，它只是“质量”一词的同义词．

重心

选自《中学教学实用全书》

处于地面附

近重力场中的物体，若比地球小得多，物体各部分受到的重力可看作是连续分布的平行力，这些平行力的合力作用点称为重心．

重心的位置与物体的形状及质量分布情况有关．形状规则、质量分布均匀的物体，重心位于它的几何中心处．某些形状不规则物体的重心，可以通过实验的方法测定其位置．例如，薄板状物体的重心，可采用悬挂法测定．物体的重心可以在它的内部，也可以在它的外部．

浅谈“超重”和“失重”

“激流探险”是一种颇为刺激的娱乐游戏．其最惊险之处莫过于从一个很高的坡顶滑下．在此过程中，你会感到

整个心似乎悬于空中，很不踏实．实际上，并不是心脏的位置提高了，而是自身的重心位置相对乎衡位置提高，产生向下的加速度，这就是“失重现象”．反之，若物体具有向上的加速度(可以是竖直向上，也可以是某加速度的竖直向上的分量)就是“超重现象”．而当人造卫星做勾速圆周运动时，其向心加速度等于卫星所处高度的重力加速度，则其处于“完全失重状态”．

值得说明的是，所谓“超重”：和“失重”并不是重力的增减．在近地面，物体所受的重力可基本认为是不变的．而“超重”和“失重”指的只是“视重”；形象一点说，“超重”即物体对其支持物的压力大于其重力的大小．因为在竖直万问，物体有向上的加速度，据牛二定律；其竖直方向所受合力必向上，用以产生加速度．同，理，“失重”即物体对其支持物的压力大小小于重力大小．

对于这种物理现象，我们不必费心去背；只要回想坐电梯情景即可．如从低层至高层，则经历超重——匀速——失重的过程．电梯分别做向上加速——匀速——向上减速运动．通过联系实际来分析和处理一些物理问题，是一种形象有效的方法．“超重”和“失重”在物理解题中的应用：例：某人在以a=2.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1=80kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀速上升的升降机中最多可举起m2=40kg的

物体，则此升降机上的重力加速度为多大？(g取10m/s2)

[分析]

第一种情况下，人处于“失重状态”，m1也同样具有系统加速度，由于失重，m1对支持物—人的压力小于其本身的重力，因为对于一个人而言，其最大举力恒定；固设举力为F，以运动方向为正，据牛顿第二定律可得m1g-F=m1a易得F=600N；

第二种情况，系统处于超重状态，即m2对人的压力大于其重力，据牛顿第二定律F-m2g=ma'易得a'=5m/s2

摘自〈科技辅导员〉

牛顿

(1643-1727)

古希腊的灿烂文

化在漫长的黑暗中世纪中埋没风尘，黯然失色．15世纪，文艺复兴的大旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生命，蓬勃成长．科学巨匠N.哥白尼、第谷、J.开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于欧洲．一场科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利．

牛顿──伟大的

科学家，经典物理学理论体系的建立者──正是在欧洲出现政治、经济和科学文化新变革的时代诞生的．

家世和生平

1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普的一个自耕农家庭．牛顿出生之前，父亲已去世．

牛顿生而孱弱，过了3年,他的母亲再嫁给一位牧师,把孩子留在他祖母身边抚养．8年之后，牧师病故，牛顿的母亲带着后夫所生的一子二女又回到乌尔斯索普．牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境．

牛顿少年时代喜

欢摆弄机械小技巧．传说他做过一架磨坊的模型，动力是小老鼠；有一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现．他喜欢绘画、雕刻，尤喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻划的日晷，用以验看日影的移动，以知时刻．12岁进离家不远的格兰瑟中学．牛顿的母亲原希望他成为一个农民，能赡养家庭，但牛顿本人却无意于此而酷爱读书，以致经常忘了干活．随着年岁增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小试验．

他在格兰瑟姆中

学读书时，曾寄寓在一位药剂师家里，使他受到化学实验的熏陶．牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤好几何学、哥白尼的日心说等等．他还分门别类地记读书心得笔记，又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验．当时英国社会渗入基督教新教思想，牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚，这可能影响牛顿晚年的宗教生活．从这些平凡的环境和活动中，看不出幼年的牛顿是一个才能出众异于常人的儿童．然而格兰瑟姆中学的校长J.斯托克斯，还有牛顿的一位当神父的叔父W.艾斯库别具慧眼，鼓励牛顿上大学读书．

牛顿于1661年

以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位．17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还浸透着浓厚的中世纪经院哲学的气味．当牛顿进入剑桥大学时,那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等．两年之后三一学院出现了新气象．H.卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座，规定讲授自然科学知识如地理、物理、天文和数学课程．讲座的第一任教授I.巴罗是一位博学的科学家．就是这位教师把牛顿引向自然科学．在这段学习过程中，牛顿掌握了算术、三角，学习了欧几里得的《几何原理》．他又读了开普勒的《光学》，笛卡儿的《几何学》和《哲学原理》，伽利略的《两大世界体系的》，R.胡克的《显微图集》，还有皇家学会的历史和早期的《哲学学报》等．牛顿在巴罗的门下学习，是他学习的关键时期．巴罗比牛顿大12岁，精于数学和光学，他对牛顿的才华极为赞赏，他认为牛顿的数学才能超过自己．1665～1666年伦敦大疫．剑桥离伦敦不远，为恐波及，

学校停课．

牛顿于1665年6月回到故乡乌尔斯索普．

由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生极为浓厚的兴趣．就在1665～1666年这两年之内，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进前人没有涉及的领域，创建前所未有的惊人业绩．

1665年初他创立级数近似法以及把任何幂的二项式化为一个级数的规则．

同年11月，创立正流数法（微分）；

次年1月，研究颜色理论；

5月，开始研究反流数法（积分）．

这一年内,牛顿还开始想到研究重力问题，并想把重力理论推广到月球的运行轨道上去．他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比．牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说，说的也是在此时发生的轶事．总之，在家乡居住的这两年中，牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造，并关心自然哲学问题．由此可见，牛顿一生的重大科学思想是在他青春年华、思想敏锐短短两年期间孕育、萌发和形成的．

1667年牛顿重返剑桥大学，10月1日被选为三一学院的仲院侣，次年3月16日选为正院侣．当时巴罗对牛顿的才能有充分认识．

1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他担任卢卡斯讲座的教授．牛顿把他的光学讲稿(1670～1672)、算术和代数讲稿(1673～1683)《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）的第一部分(1684～1685)，还有《宇宙体系》(1687)等手稿送到剑桥大学图书馆收藏．

1672年起他被接纳为皇家学会会员，1703年被选为皇家学会主席直到逝世．其间牛顿和国内外科学家通信最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果理、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von莱布尼兹和J.沃利斯等．牛顿在写作《原理》之后，厌倦大学教授生活，他得到在大学学生时代结识的一位贵族后裔C.蒙塔古的帮助，于1696年谋得造币厂监督职位，1699年升任厂长，1701年辞去剑桥大学工作．当时英国币制混乱，牛顿运用他的冶金知识，制造新币．因改革币制有功,1705年受封为爵士．晚年研究宗教,著有《圣经里两大错讹的历史考

证》等文．牛顿于1727年 3月31日（儒略历20日）在伦敦郊区肯辛顿寓中逝世，以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂．

《光学》和反射式望远镜的发明，光学和力学一样，在古希腊时代就受到注意．用于天文观测的需要,光学仪器的制作很早就得到了发展,光的反射定律早在欧几里得时代已经闻名，但折射定律直到牛顿出生之前不久才为荷兰科学家W.斯涅耳所发现．玻璃的制作早已从阿拉伯辗转传入西欧．16世纪荷兰磨制透镜的手工业大兴．把透镜适当组合成一个系统就可成为显微镜或望远镜．这两种仪器的发明对科学发展起了重大作用．在牛顿之前，伽利略首先把他所制作的望远镜用在天象观测上．枷利略式的望远镜是以一片会聚透镜为目镜、一片发散透镜为物镜的望远镜．还有当时盛行的由两片会聚透镜组成的开普勒望远镜．两种望远镜都无法消除物镜的色散．牛顿发明以金属磨成的反射镜代替会聚透镜作为物镜，这样就避免了物镜的色散．当时牛顿制成的望远镜长6英寸，直径1英寸，放大率为30～40倍．经过改进，1671年他制作了第二架更大的反射式望远镜，并送到皇家学会评审．这台望远镜被皇家学会作为珍贵科学文物收藏起来．为了制造反射式望远镜，牛顿亲自冶炼合金和研磨镜面．牛顿自幼爱好动手制模型，做试验，这对他在光学实验上的成功有极大帮助．光的颜色问题早在公元前就有人在作猜测，把虹的光色和玻璃片的边缘形成的颜色联系起来．从亚里士多德以来到笛卡儿都认为白光是纯洁的、均匀的，是光的本质，而色光只是光的变种．他们都没像牛顿那样认真做过实验．

大约在1663年，牛顿即开始热衷于光学研究，磨玻璃、制作望远镜也在这个时期．1666年，他购得一块玻璃三棱镜，开始研究色散现象．为了这个目的，牛顿在他的《光学》一书中写道:“把我的房间弄暗,在我的窗板上开一个小孔,以便适量的太阳光射入室内,就在入口处安置我的棱镜，光通过棱镜折射达到对面的墙上．”牛顿看到墙上有彩色的光带，光带之长数倍于原来的白光点，他意识到这些彩色就是组成白色太阳光的原始光色．为了证明这一点，牛顿进一步做实验．在光带投射的屏上也打一个小孔，让光带中彩色的一部分穿过第二个小孔，经过放在屏后的第二个棱镜折射投到第二个屏上，又让第一棱镜绕它的轴缓慢转动，只见穿出第二个小孔落在第二屏上的像随着第一棱镜转动而上下移动．于是看到，为第一棱镜折射最大的蓝光,经过第二棱镜也是折射得最大；反之,红光被前后两个棱镜折射得最小．于是牛顿作出结论:“经过第一棱镜折射后所得长方形的彩色光带不是别的，正是由不同的彩色光所组成的白色光经折射而形成的．”也就是说：“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非均匀的混合体．”这就是牛顿的光色理论．它是通过实验建立起来的，牛顿自称这个实验为“关键性实验”．这个实验可说是一个半世纪后J.von夫琅和费建立光谱术的基础．事实上牛顿在他的《光学》第1卷命题4问题1中用过1～2英寸长、宽仅1/10或1/20英寸的长方形的孔代替小圆孔,他说所得结果较前更清晰,但没有夫琅和费线的记载．牛顿在这方面做了大量的实验之后，于1672年把他的结论用书信形式送交皇家学会评审．不料竟引起一场尖锐的论战．当时惠更斯反对他，胡克攻击他尤甚．早在1665年胡克就在英国提出光的波动理论，这只是一个假说．惠更斯则把它完整起来，认为空间的以太是无所不在的，他把以太作为振动的媒质，把媒质的每一个质点都看成一个中心，在中心的周围形成一个波，惠更斯成功地用这个物理图像来解释光的反、折射、还以此来研究冰洲石的双折射（但是光的波动学说的确立还有待于一个半世纪之

后由英国的T.杨的干涉实验来证明）．牛顿则持光的微粒说，他认为波动说的最大障碍是不能解释光的直线进行．他提出发光物体发射出以直线运动的微粒子、微粒子流冲击视网膜就引起视觉．它也能解释光的折射与反射，甚至经过修改也能解释F.M.格里马尔迪发现的“衍射”现象．但对薄膜形成的彩色，牛顿则承认微粒说不如波动说解释得明快．微粒说与波动说之争在当时是十分激烈的，双方争论持续多年．当年光的微粒说与波动说之争，现在可以引用E.T.惠特克的话来结束这桩公案：“当A.爱因斯坦以M.普朗克的量子原理来解释光电效应，光的微粒思想经过一个世纪的沉寂而在1905年又获得了新生，并因此而导致光量子存在的基本原理．他的思想为实验所充分肯定，特别是光子与电子碰撞所产生的康普顿效应服从经典的碰撞力学定律．而同时,关于光的波动性的实验并没有失效，于是我们不得不承认波动说和微粒假说都是正确的．”无疑,牛顿的《光学》(Opticks)是和他的《原理》同为物理学的巨著，也是科学界的经典著作．《光学》第一版印于1704年，在胡克逝世之后问世．《光学》最后部分以独特的形式附上一份著名的“问题”表，共提出31个“问题”（第一版提出16个“问题”）．在“问题”中所谈到的不仅是光的折射、反射等，还涉及光与真空,甚至重力、天体等问题．在多处谈到光的波动,涉及太阳光与物质的相互作用等问题，这些问题涉及物理学的诸多方面，富有启发性，后人评价这些“问题”是《光学》中最重要的部分，并非虚语．牛顿在《光学》一书中凭借实验的结果与分析，建立了光的理论．但在全书中没有提起不同玻璃具有不同折射率，在全书中也没有做消色差的实验，这或许是由于他当时还没有获得不同质玻璃的三棱镜的缘故．但是牛顿制造反射式望远镜来避免物镜的色散，却是个妙法，迄今大型望远镜的制造还遵从此法．牛顿死后3年(1730)出版了经牛顿生前订校过的《光学》第4版．现在流行的1931年版本就是根据第4版重印的．

爱因斯坦在为牛顿《光学》1931年重印本所作的序中说：“牛顿的时代早已被淡忘了……牛顿的各种发现已进入公认的知识宝库，尽管如此，他的光学著作的这个新版本还是应当受到我们怀着衷心感激的心情去欢迎的，因为只有这本书才能使我们有幸看到这位伟大人物本人的活动．”

万有引力定律和《自然哲学的数学原理》，16世纪丹麦天文学家第谷对行星绕日运行作了长年累月的观测，他死后德国天文学家开普勒整理并分析了第谷的20年的观测记录，总结出行星运动的著名开普勒三定律．这个发现不仅为经典天文学奠定了基础，更重要的是导致了其后万有引力定律的发现．开普勒在得出行星运动三定律之前，1596年曾提出关于太阳行星间的吸引作用的思想；随之提出物体作圆周运动时出现离心力问题．一般认为伽利略已领悟到离心力,但对它作进一步的认识和计算则有待于牛顿．1664年 1月20日牛顿在他的《算草本》上已提出如何计算物体作圆周运动时的向心力的具体方法．牛顿把推导、计算方法详尽地写入他的《原理》（第3版）第一编第二章命题4定理4下面推论1中，明确地指出：“因此,由于这些圆弧代表运动物体的速度，向心力就是这个速度的平方除以圆周半径．”从这里可以看出，向心力的求得对于距离平方反比定律的推导是不可少的．顺便提一下，惠更斯从不同途径推导得离心力方程和牛顿的相似，结果于1673年发表．牛顿虽在早年的《算草本》上提出求向心力的方法，但他自己说“惠更斯先生后来所发表的离心力理论，我相信在我之前”．引人注意的是，在《原理》第一编和第三编中，凡提到轨道运行时，牛顿都没有提及离心力一词，总是强调拉向轨道中心

的向心力．

关于引力反比于距离平方定律，历史上记载了当时对此发明权的争论，有人以为距离平方反比定律可以从开普勒第三定律直接推出，但缺乏向心力的概念和运动，不可能推出这定律．而向心力的概念与运算都是牛顿最早做出来的．长牛顿7岁的胡克当年就宣称他早已知道引力反比于距离平方定律，但提不出证据来．当《原理》第1版在印刷时,胡克通过哈雷向牛顿要求分享此定律的发明权．牛顿加以拒．在《原理》（第3版）上述命题4下的注释中提到距离平方反比定律适用于天体运动时,牛顿说:“雷恩爵士、胡克博士和哈雷博士曾分别注意过．”同时也提及“惠更斯先生在他的出色著作《钟摆的振荡》中曾把重力比之于旋转体的离心力”．这样，人们对距离平方反比定律的发明权就有所了解了．有人认为，1666年牛顿在乌尔斯索普家中试图以地球表面大圆弧上1度的长度为60英里来计算月地之间的引力；通过实际计算，月球绕地球的周期与实际不能符合，算稿便弃置一旁．1682年牛顿获悉J.皮卡德的地球经度1度之长为69.1英里的数据，便重行计算，才使计算与实际观测相吻合．牛顿把日常所见的重力和天体运动的引力统一起来，在科学史上有特别重要的意义．行星绕日运动的轨道究竟是什么样？这是当时科学界所关心的问题．这问题答案的公开和《原理》的出版密切相关,科学史上已有生动的记载．1684年1月C.雷恩、哈雷和胡克3位英国当时科学界著名人士在伦敦相叙讨论行星运动轨道问题．胡克虽说他已通晓，但拿不出计算结果．于是牛顿的好友哈雷专程去剑桥请教牛顿．牛顿告诉哈雷他自己已计算过了，肯定地说，行星绕日轨道是椭圆；但手稿压置多年一时找不到，应允重行计算，约期3个月后交稿．哈雷如约再度访剑桥,牛顿交给一份手稿《论运动》，哈雷大为赞赏．牛顿在此稿基础上另写一书《论物体运动》，1684年12月送交英国皇家学会．此书第一部分主要相当于后来的《原理》第一编及第二编；而其余部分成为《原理》的第三编．哈雷怂恿牛顿写成《原理》全书公开出版，由他出资印刷，并亲自督校．1687年7月《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturaalis Principia Мathematica)第1版问世, 时距1664年牛顿开始思考并进行草算已23年．《原理》第2版于1713年出版,第3版于1725年出版（见彩图牛顿名著《原理》（1686）扉页）．《原理》原用拉丁文写成．牛顿逝世后2年由A.莫特译成英文付印,即今所见的流行的《原理》英文本．《原理》第一编之前有两部分重要的论述．第一部分为定义．定义共8条，其中有关向心力的有5条．他说，施加于物体的力有不同来源，例如撞击、压力和向心力．向心力一词是牛顿创造的（在另一场合即惠更斯称之为离心力的补充词）．牛顿在定义一章中有长篇诠释，其中提到了一个假想实验：“在高山上发射炮弹、炮力不足，炮弹飞了一阵便以弧形曲线下落地面．假如炮力足够大,炮弹将绕地球面周行,这是向心力的表演．”今日人造卫星的设想在那时牛顿的脑子里已浮现出来了．在定义一章中牛顿尽情阐述了他的时空绝对性概念．他对人们熟知的空间与时间，择名绝对空间和绝对时间．牛顿认为，只有在绝对空间中绝对运动才可以觉察，特别是在物体旋转时．当时惠更斯和英国大主教G.贝克莱对此表示疑问．无论如何，这短短一章定义表达了牛顿对力与时空的基本观点，是研究牛顿的重要原始文献．

在第一编之前,除定义一章外,还有公理或称运动定理一章．在这章里牛顿阐述著名的运动三定律（见牛顿运动定律）．第一运动定律一般称作惯性定律，通常认为已由伽利略和笛卡儿所道出．为了要变更

物体运动方向(或称变更运动速度)必须有外力作用，这其间必然会产生质量的概念．质量(原文物质的量)这个基本概念是由牛顿在《原理》第一编定义章中首先提出的，成为物理学中最基本概念之一．他清楚地把质量和重量区分开来，阐明了在各种不同环境中两个量的相互关系．在力学中牛顿用质量表示物体的特征．爱因斯坦指出：“只有引进质量这一新概念之，他（牛顿）才能把力和加速度联系起来．”动量一词牛顿也作了定义．牛顿指出，动量是衡量物质运动的量,它联系物质与运动两个量;物质加倍，动量加倍；物质与运动都加倍；动量即为原来的4倍．随后阐述动量守恒．牛顿在运动三定律之后有7个推论,其中论述到两力同时作用一物体上,则物体加速度方向和力的合成都在两力平行四边形的对角线上．此后还有一段很长的诠释，总论运动三定律的联系性，还用两摆的弹性碰撞和非弹性碰撞实验来阐述运动守恒并说明第二定律和第三定律之间的关系．从上面看，牛顿运动三定律不是分立的,而是相关的．牛顿早年在《算草本》中以碰撞实验研究力，在《原理》中他强调以“冲量”作为力的概念．随后发展这个概念，说无限短促间隙的相关系列冲量就成为连续作用力．这句话就包含以微分形式表达力的定义．牛顿设想，一质点在直线上作惯性运动，这质点和线外某一定点相联，在相等时间内这联线扫过的面积必然相等；如果在线上某点遇到一个外力，则质点要偏向质点原运动方向与外力方向之间的某一方向上运动．牛顿用他创造的无限小概念极限的方法最终证明了：一个运动着的质点，受到某个定点的外力作用，如果这个外力在质点和定点的联线上，而且力的强度反比于距离二次方，那么这质点运动轨迹很可能是个椭圆，这定点就是椭圆的焦点．于此，牛顿得出行星与太阳之间联线所扫过的面积必然和时间成比例．牛顿又设想，质点在椭圆上从一点经过无限短时间运行，这质点在短暂时间运行所到之处偏离切线的距离反比于从焦点到该点的距离平方．而当椭圆上两点相接近时，牛顿得出，在这极限情况下开普勒的面积定律是关键条件．总之，牛顿得到如下结论：假如面积定律有效，椭圆形轨道意味着指向焦点的力必然反比于距离平方．牛顿于是着意证明，面积定律是作用在运动物体的力指向中心的充分和必要条件．这揭示了开普勒的第一、第二两定律的重要性．《原理》第二编论述在有阻力媒质(气体、液体)内的质点运动．牛顿在这里用了更多的数学方法，而物理涵义较前为少．在第一编里牛顿费尽心力用各种方法证明宇宙间引力（向心力）之存在；而在第二编里，牛顿设想，在媒质中阻力与物体运行速度成正比；又设想与速度平方成正比；甚至认为一部分为速度之比，另一部分为速度平方之比．他还论证过一些其他的问题．在这些工作中牛顿以数学技巧来处理一些看来无实际物理意义的问题．他还研究了气体的弹性和可压缩性．在《原理》第二编中，牛顿用摆在流体中的运动实验测定重量（即地球引）和惯性大小的关系．在经典物理学中这两个量只能由实验来测定．关于声学的研究，《原理》第二编中记载了牛顿从理论上研究声速（见定理48、49、50），所得结果比实测低16％．他认为声速正比于所谓“弹性力”的方根而反比于媒质密度方根．牛顿又研究了声传播的形式，他说声的传播是空气的脉动所致，指出波的脉动只是媒质中质点上下交替运动，与摆的运动无异．在第二编最后文字中牛顿澄清了涡旋假设与天体运动无关．牛顿原想把《原理》第三编写成一般性的总结．但后来改变了计划，标题为“宇宙体系”．在这编里讨论了太阳系的行星、行星的卫星、彗星的运行，以及海洋潮汐的产生．他把这些作用的力叫做引力，即今所谓万有引力．他解释引力是两物体间相互作用的力，太阳对行星有引力使之在轨道上运行，同时行星对太阳也有作用力，这是运动第三定律规定的．只是太阳与行星的质量悬殊太大，太阳的运动微乎其微．行星之间运动相互受到引力干扰，所谓多体问题中的摄动，牛顿在第三编中阐述了太阳对月亮的摄动，土星对木星的摄动．在第

三编中还计算了木星卫星的距离与卫星运转周期，作为开普勒第三定律的实例．

1680年11月与1681年 3月大彗星两度出现．牛顿开始以为是在直线上运动的两个不同的彗星，只是方向相反．夫拉姆斯蒂德通过观察提醒牛顿，这只是同一个彗星,绕着太阳运动．于是牛顿通过计算得出,1680年的彗星是以太阳为焦点作抛物线运动，它对太阳的向心力也是服从距离平方反比定律的．1695年哈雷假定这颗1680年彗星的轨道是绕着太阳运行的一个扁而长的椭圆形．哈雷与牛顿对此重作计算．在《原理》第2版和第3版的第三编中有详细的观测记录和推算，预言这颗彗星约以75年绕日运动一周，即今日所知著名的哈雷彗星（中国最早对此彗星的记录在公元前1057年）．最后牛顿在结论中说，“彗星是行星之一种，它绕太阳运行具有极大的偏心率”但他又说“三次观测数据即可定出彗星在抛物线上运动轨道”．

谈牛顿的物理学，不能不提及他在数学上的伟大贡献．《原理》的全名是《自然哲学的数学原理》．所谓自然哲学在那时的含义包括物理、化学等，而主要是物理学．上面提过第一、第二两编的中心是借数学方法来阐明物体运动的规律，因此可以看出数学在《原理》中的重要地位．读者初读《原理》往往以为是作者写作时崇尚古希腊欧几里得的几何的规范．但细读就可发现作者取几何学的形式而实质赋有崭新的内涵．作者在建立几何条件之后，立即引入某种经过精心下定义的所谓极限法．这种方法基于极限术的一组普遍原理，有别于经典式的古希腊几何学．极限学说详述在《原理》第一编第一章11个引理和诠释之中．在那里详细说明了极限的意义：有两个相互依赖的物理量，当两个量逐渐变小时，牛顿称它为流数,它的比率也在逐渐变化,而自变量达到无限小时比率达到一个极限定值，牛顿叫它流率．即今称导数或微商．牛顿发现他的流变术非常有用，反过来此术可以求曲线包围的面，即今所称积分．第一编第八章命题41即为积分术的应用．可以说，《原理》一书的中心内容是论述了牛顿在数学上的伟大创造即微积分术，并且应用这个创造去解决天体运动以及其他相关物理问题．微积分之发明,史家也归功于莱布尼兹,对于这一数学上的伟大发明,牛顿与莱布尼兹孰先孰后,后世论者纷纷；即在当时两方亦就此书信往来，已有争议．试听爱因斯坦如何赞美牛顿的微分发现．他说“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求．微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”．

牛顿一生的重要

贡献是集16、17世纪科学先驱们成果的大成，建立起一个完整的力学理论体系，把天地间万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中．这是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合．以牛顿命名的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础．这一成就，使以牛顿为代表的机械论的自然观，在整个自然科学领域中取得了长达两百年的统治地位．

哲学、宗教和其他

亚里士多德的哲

学讲求事物的和谐，求和谐思想是正确的，但亚里士多德认为天上的日、月、星辰的运行轨道是圆形，因为只有圆运动才是完美的、和谐的，而地上的运动，例如重物直线下落是凡俗的．古希腊哲学家的和谐思想不能在天与地之间连贯．到了17世纪，牛顿用引力理论和运动三定律

把天上行星和它们的卫星运动规律，同地上重力下坠的现象统一起来，实现了天上人间的统一，这是牛顿在自然哲学上的伟大贡献．众所周知，牛顿在理解光的本质上持微粒说．但他在同胡、惠更斯等讨论光的本质时，说光具有这种或那种本能激发以太的振动．这意味着以太是光振动的媒质(见以太论)．于此，似乎牛顿对光的双重性有所理解；其实不然,他对以太媒质之存在极似空气之无所不在,只是远为稀薄、微细而具有强有力的弹．他又申说，就是由于以太的动物气质才使肌肉收缩和伸长，动物得以运动．他又进一步以以太来解释光的反射与折射，透明与不透明，以及颜色的产生，他甚至于设想地球的引力是由于有如以大气质不断凝聚使然．《原理》第二编第六章诠释的结尾说，从记忆中他曾做实验倾向于以太充斥于所有物体的空隙之中的说法，虽然以太对于引力没有觉察的影响．14、15世纪以来欧洲的学者对以太着了迷，以太学说风靡一时．当时科学巨擘笛卡儿对以太存在深信不疑．他认为行星之运行可以以太旋涡来解释．以太学说成为一时哲学思潮．尊重实验的牛顿也不免卷入这股哲学思潮激流中去，倾向于它存在．当时人们对超距作用看法不一．牛顿曾经指出他的引力相互作用定律，并不认为是最终的解释，而只是从实验中归纳出来的一条规则．因此，牛顿并未就引力本质作出结论．

牛顿在科学上的

成就须由他的哲学思想和科学方法来寻根求源．牛顿的学生R.科茨曾在《原理》第2版序言中道出了其中的奥妙．古希腊、罗马的哲学家凭着对自然现象的观察和思考(中国先秦时代也有类似之处)总结出论断，例如泰勒斯的学说：万物的根源是水．即使像德谟克利特、卢克莱修的原子论，现在来评价还是很高的．但是他们的方法凭天才的臆测、思维与辩论，称之为思辨哲学．到了中世，经院哲学统治着欧洲．科学、哲学沦为神学的奴婢．到15、16世纪，哥白尼、G.布鲁诺、伽利略等人不畏坐牢、火刑等坚持不屈地向教会作斗争，挣脱了侍奉上帝的桎梏．对自然现象的观察、测量和实验的风气逐渐形成了．在物理学科中伽利略的实验工作是实验物理学的开端，牛顿深受其影响．随后牛顿使作为实验科学的物理学形成一个光辉体系，同时也使科学实验方法闯入了哲学思想的殿堂．

牛顿认为从现象

中可以得出科学原理，或者说科学基本原理可以从现象中导得或推出．牛顿在《原理》和《光学》两书中明白表达他的做学问的方法，即要明白无误地区别猜测、假设和实验结果（及由此而归纳得出的结论），还有从某些假设条件下所得到数学推导．《原理》第一编十四章中处理细微粒子的运动和第二编命题23中设想气体中有相互排斥质点的模型都是牛顿运用具有物理实质性的数学模型的例子，但是他对这些问题缺少实质性的实验证据，未能写出无可辩驳的论述．论者可能认为牛顿只注重从实验运用归纳法得出定律，而无视演绎法的重要性．这是有违事实的．1713年牛顿在出版《原理》第2版时在给他的学生科茨的信中提到运动定律是居于首位的定律或称之为公理，并说它们都是从现象中推断或称演绎而来的，并运用归纳法使之普适化．牛顿说：“这是一个命题在哲学中所能达到最高境界的例证．”诚然，必须看到归纳与演绎不能人为地对立起来．恩格斯指出“归纳和演绎正如分析和综合一样，是必然相互联系着的．不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去”．牛顿在此早着先鞭．关于实验与假设之间的关系，牛顿在各种场合都有论述．他在给奥尔登堡的信中说：“进行哲学研究的最好和最可靠的方法，看来第一是勤勤恳恳地探索事物的属性并用实验来证明这些属性．然后进而建立一些假说，用以解释这些事物的本性．”给科茨信中说：“任何不是从现象中推论出来的说法都应称之

为假说，而这样一种假说无论是形而上学的还是物理学的，无论属于隐蔽性质的还是力学性质的，在实验哲学中都没有它们的地位．”牛顿这些论述奠定了自然哲学的基础，启开了实验科学的大门,300年来为自然科学的繁荣立下了不朽功勋．牛顿研究事物规律的方法不同于那些只从简单的物理假设出发的人，而是通过逻辑的演绎法得到对事物现象的解释．爱因斯坦指出：“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这基础出发他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合．”“在牛顿之前还没有什么实际的结果支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念．”牛顿是完整的物理因果关系创始人；而因果关系正是经典物理学的基石．牛顿出身于笃信基督教的家庭．在剑桥求学时代,他就怀着宗教生活里亦如科学实验一样可以自由自在的幻想和工作．《原理》完成后，他便着手有关基督教《圣经》的研究，并开始写这方面的著作,手稿达150万字之多，绝大部分未发表．可见牛顿在宗教著述上浪费了大量时间的精力．关于牛顿在1692～1693年间答复本特莱大主教 4封信论造物主（上帝）之存在，最为后人所诟病．所谓神臂就是第一推动出于第四封信中．从现代宇宙学来说，第一推动完全可能在物理框架中解决，而无需“神助”．

牛顿反对那时英

国的国教“英格兰教”．他反对三一教义，但不鲜明表白自己的意志，只是隐蔽地表明不愿担任圣职．总之，在对于宗教问题上牛顿比之于他的先驱者如哥白尼、布鲁诺、伽利略等赴汤蹈火而不辞的精神，则逊色多了．

1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”．此赞语最恰当不过的了．

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“重量”的定义

关于重量，可以这样说，人们对重量的熟悉程度要强于对质量的熟悉程度．但长期以来，由于重量的定义也具有多种表述，结果在物理学等方面，使重量这个概念变得含混不清．

综观现行的物理教材和参考书，关于重量的定义亦有多种表述．第一种为：“重量是一种力，它是由地球吸引而产生的，是使物体产生重力加速度的原因．”；第二种为：“重量就是重力．”；第三种为：“重量是物体对水平支持物的压力或物体对竖直悬挂绳子的拉力．”；第四种为：“重量就是重力的大小．”

以上重量的第一、第二、第三种表述都给重量赋予了力的含义．但第一、第二种表述说明重量的力性属万有引力，而第三种表述说明重量的力性属弹性力；重量的第四种表述扬弃了重量的力性，它既保留了重量和重力的数量关系，又克服了重量作为一种力所带来的缺陷和麻烦（指与引力、重力相混淆）．重量既然作为重力的量度，就能用弹簧秤直接来测得物体所受的重力大小．

物体重量的多种定义，哪一种好些？这问题历来是有争论的．但是，由于定义本来是人为的，是为了便于解释问题而指出的，重要的是，若采用某一种表述作定义，那么，有关的现象就应当用这个定义所规定的含义去解释，不能前后矛盾．现行中学物理采用“重量就是重力”的定义，尽管如此，但是习惯上只说“重力的分解”，而不说“重量的分解”；只说“物体有重量”，而不说“物体有重力”；只说“重力加速度”而不说“重量加速度”．

从以上重量定义的多种表述可以看出，重量仅在物理学上就已含有多重意义了，若考虑到重量一词在日常生活中的运用，其含义就更多了．譬如，日常生活中，我们购买粮食、水果等物品时，常说它们的重量是多少克或多少公斤，这里说的重量实际上是质量．因为售货员使用的台秤或杆秤，跟天平一样，都属于杠杆类量具，只能测量物体的质量．另外，公斤和克都是质量的单位．

重量术语的多重意义，给教学、科研、图书出版以及国际交往等带来很多不便．事实上，质量、万有引力、重力及物体作用在支撑物上的力，各自都有明确的定义和名称．直接利用这些概念完全可以很好地分析和解决有关问题．在此情形下，保留“重量”概念已无实际意义．国际计量大会早就建议在科学术语中取消重量一词，而把日常生活中的重量看作是质量的别名．世界上已有80多个国家接受国际

计量大会的建议．国际计量大会已在近年通过规定，重量这一名称，今后不再具有力的含义，重量是质量的别名．1984年4月27日国务院发布的《中华人民共和国法定计量单位使用方法》也接受国际计量大会通过的上述规定．今后凡在指力的场合“重量”应改成“重力”．在科学技术领域中最好不采用“重量”一词．当然，在日常生活中仍可采用“重量”一词，但注意，它只是“质量”一词的同义词．

高一地理地球自转练习题附答案

第三节地球的运动之自转及地理意义 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、选择题（题型注释） 下图所示照片是摄影师在北半球晴朗的夜晚，把照相机固定好，采用连续曝光技术拍摄的星空照片，照片中的每一段弧线均为不同恒星视运动轨迹。读图， 1 A. 2 A.2 1．B 2．B 1 2 每小时约15°可推知，摄影师连续拍摄的时间约为4小时。 考点：自转的特征。 地球自转即地球绕其自转轴的旋转运动。结合所学知识，完成下列问题。3．下列地球自转方向标识正确的是 A．甲B．乙C．丙D．丁 4．若地球自转方向与现在相反，则

A．太阳西升东落B．太阳东升西落 C．地球无昼夜现象D．地球无昼夜交替现象 【答案】 3．D 4．A 【解析】 3 因此 4 °经线 5 A.a C.a 6．a点经度为 A.45°W B.0° C.135°E D.135°W 【答案】 5．B 6．D

【解析】 5．同一经线上，地方时相同；纬度相同，自转线速度相同；除极点外，各地自转角速度都相等。a、b两点处于不同的经线，地方时不相同。bc位于同一经线上，地方时相同。 6．c点在180°经线上，a点位于c点东侧，a、c两点相距45°，因此a点经度为135°W。 7 A.① 8 A.8 7．B 8．A 7 8°E地方时为8：00，即北京时间为8：00。 考点：时间计算。 读下图，完成下列问题。 9．两条河流下游各有一个小岛，小岛最终可能连接的岸堤是 A.②③ B.①③ C.①④ D.②④

10．甲、乙两处河流剖面（阴影部分为流水堆积物）正确的是 【答案】 9．C 10．B 【解析】 9．图中河段均较为平直，河水水平运动会受地转偏向力影响，北半球向右偏， 10． 甲地 乙地 丙地 11 A B．乙地区时比甲地区时早1小时 C．甲、乙两地区时均为105°E的地方时 D．甲、乙两地区时均为120°E的地方时 12．甲、乙、丙三地自转线速度 A．甲>乙>丙B．乙>丙>甲

《证明地球在自转》教案

3.证明地球在自转 【教学目的】 1.知道摆具有摆动方向保持不变的特点。 2.制作一个简易的“傅科”摆，知道“傅科”摆摆动后，与地面的刻度盘会发生“偏移”。 3.用收集到的证据来解释昼夜交替出现的原因。 4.认识到地球自转虽然不能直接观察到，但是能通过实验证实。 【教学重点】摆的特点。 【教学难点】傅科摆的原理。 【教学准备】单摆一个，支架一个，圆盘一个，有关“傅科摆”的资料。 【教学过程】 一、认识摆的特点： 1.谈话：哥白尼提出了“日心说”但是人们对他的观点表示怀疑，因为没有人能看见地球在自转。现在，我们能通过人造地球卫星看见地球的自转，但是古代人们是怎样通过实验证明地球在自转的呢？ 2.演示：（出示一个单摆）摆的方向能保持不变，我们今天也来做一个类似的实验。 （1）用铁架台做支架，挂上一个摆。 （2）将铁架台放到一个圆盘上，先让摆摆动起来，然后慢慢转动圆盘，看摆的方向改变了吗？ 3.学生分组实验。 4.汇报实验结果。 5.小结：摆具有摆动的方向保持不变的特点。 6.思考：如果地球表面竖立一个巨大的摆，当地球这个圆盘转动后（自转），会出现什么现象？（摆的方向偏移） 反过来，如果真的有这样一个摆，而且摆动的方向发生了偏移，又说明了什么？（地球自转） 二、认识“傅科摆”： 1.阅读教科书，认识傅科摆。

2.讨论：傅科摆有什么特别之处？傅科摆摆动后发生可什么现象？它为什么能证明地球在自转？ 三、交流： 1.全班交流关于地球自转的资料。 2.地球自转会产生哪些突出现象？ 3.补充由于地球自转发生的河流偏移等现象。 四、解释： 对前面关于昼夜交替现象的解释，我们保留哪些？排除哪些？为什么？ 板书设计 证明地球在自转 傅科摆——地球自转

科学小学 证明地球在自转

3、证明地球在自转 教学目的： 1、知道摆具有摆动方向保持不变的特点。 2、制作一个简易的“傅科”摆，知道“傅科”摆摆动后，与地面的刻度盘会发生“偏移”。 3、用收集到的证据来解释昼夜交替出现的原因。 4、认识到地球自转虽然不能直接观察到，但是能通过实验证实。 教学重点：摆的特点。 教学难点：傅科摆的原理。 教学准备：单摆一个，支架一个，圆盘一个，有关“傅科摆”的资料。教学过程： 一、认识摆的特点： 1、谈话：哥白尼提出了“日心说”但是人们对他的观点表示怀疑，因为没有人能看见地球在自转。现在，我们能通过人造地球卫星看见地球的自转，但是古代人们是怎样通过实验证明地球在自转的呢？ 2、演示：（出示一个单摆）摆的方向能保持不变，我们今天也来做一个类似的实验。 （1）用铁架台做支架，挂上一个摆。 （2）将铁架台放到一个圆盘上，先让摆摆动起来，然后慢慢转动圆盘，看摆的方向改变了吗？ 3、学生分组实验。 4、汇报实验结果。

5、小结：摆具有摆动的方向保持不变的特点。 6、思考：如果地球表面竖立一个巨大的摆，当地球这个圆盘转动后（自转），会出现什么现象？（摆的方向偏移） 反过来，如果真的有这样一个摆，而且摆动的方向发生了偏移，又说明了什么？（地球自转） 二、认识“傅科摆”： 1、阅读教科书，认识傅科摆。 2、讨论：傅科摆有什么特别之处？傅科摆摆动后发生可什么现象？它为什么能证明地球在自转？ 三、交流： 1、全班交流关于地球自转的资料。 2、阅读课文P92页资料库中《地球自转会产生哪些突出现象？》 3、补充由于地球自转发生的河流偏移等现象。 四、解释： 对前面关于昼夜交替现象的解释，我们保留哪些？排除哪些？为什么？ 板书设计 证明地球在自转 傅科摆——地球自转

初一地理地球自转教案

初一地理地球自转教案 Teaching plan of geographical earth rotation in junior high sch ool 编订：JinTai College

初一地理地球自转教案 前言：本文档根据题材书写内容要求展开，具有实践指导意义，适用于组织或个人。便于学习和使用，本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 一、明确要求、小组合作学习 全班分为8个小组，学生以小组为单位，在组长带领下 利用6分钟的时间自学本节。然后抽签选一个小组上讲台边演示边讲解，要求： ①讲清地球自转的方向、周期以及地球自转产生哪些自 然现象? ②其他小组对该小组演示中存在的问题进行纠正。⑶每 个同学都可以提出自己的疑问，指定任一个小组进行解答。二、学生边演示边讲解 地球绕着地轴不停的旋转，叫做地球的自转。自转的方 向是自西向东，自转一周的时间约为24小时，也就是我们通 常所说的一天。由于地球是个球体，太阳光只能照亮地球的一半，被太阳照亮的半球是白天，大家现在看到的这个半球就是昼半球;另一面未被照亮的半球就是夜半球。请大家看演示，（学生转动地球仪，指着地球仪）但由于地球不停地自西向东自转，所以昼夜也就在不断更替。

三、学生自己动手演示，感受昼和夜 ⑴用手电筒作为光源，照射在地球仪上，看看昼半球和夜半球的分布;不断转动地球仪，感受昼夜更替。 ⑵假设你的眼睛就是太阳，把地球仪上南京的位置转到大概中午12时，看这时世界上有哪些国家处于白天，哪些国家处于黑夜? 四、学生自由提问、师生讨论交流 师：下面我们进入自由提问阶段，每个同学都可以提出自己的疑问，同时欢迎同学们解答，老师抛砖引玉，先提出一个问题：如果地球不自转，还会有昼和夜吗? 生：仍会有昼和夜，但受到阳光照射的一半将永远是白昼，另一半永远是黑夜。 师：那样地球上会造成怎样的后果? 学生讨论交流。 生：被太阳照亮的部分将很热，未被照亮的部分将很寒冷，地球上的生命可能就不存在了。 生：教材上为什么强调地球是个不透明的球体?它和昼夜的形成有必然联系吗?

地球自转的特征

1．自转的方向 （1）方向：自西向东。从北极上空看，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空看，地球呈顺时针方向旋转。如下图所示： （2）判读方法 ①顺着东经度增大的方向或顺着西经度减小的方向，为地球自转的方向，即自西向东。 ②北极投影图逆时针自转与南极投影图顺时针自转，为地球自转的方向。 ③在昼半球，由晨线经地方时12时（正午）经线到昏线的方向为地球自转方向，或在夜半球由昏线经地方时0时（午夜）经线到晨线的方向为地球自转方向。 随堂演练：下图为某时刻的等日照时间图，经线OA、OB为日期界线，P点纬度为68°。读图完成1～2题。 1．此时，全球太阳高度最大的地点是（） A。23°26′N，150°W B．22°N，150°W C．23°26′S，30°E D．22°S，30°E 2．结合图中信息判断，下列说法正确的是（） A北京此季节秋高气爽 B.呼伦贝尔草原此季节风吹草低见牛羊 C.乌鲁木齐此时烈日炎炎 D.济南此时星斗满天 2．自转的周期 （1）规律 （2）变式

①如果地球只是自转而不公转，则恒星日与太阳日等长。或者说，恒星日与太阳日不等长是因为地球在自转的同时还在围绕太阳公转造成的。 ②如果地球自转方向与公转方向一致，即两种运动方向都是向东或者都是向西，则恒星日要短于太阳日。 ③如果地球自转方向与公转方向不一致，即两种运动方向一个向东一个向西，则恒星日要长于太阳日。 地球自转的周期即地球自转一周（360°）所花的时间，为24小 时56分04秒，即一个恒星日，这是以恒星为参照物的真正周期， 常用于科学研究。实际上，人们习惯上使用的自转周期是以太阳为 参照物、长24小时的周期，即一个太阳日。为什么一个太阳日会比 一个恒星日长3分56秒呢？可用右图表示。 当地球位于El位置时，地球上的P点刚好正对着太阳和天空中的 某一颗恒星，随着地球的自转，地球刚好转一圈（360°）到达E2 后，P点又正对着那颗恒星了，这是一个恒星日，即图中A所代表 的时段。但由于地球在自转的同时还在做绕日公转运动，在它自转一周的过程中，它在公转轨道上约向东移动了1°，因此P点并不正对太阳，需要再继续转动约1°，P点才能正对太阳，这一过程约需3分56秒，图中的B表示一个太阳日。 说明：在我们的日常生活当中，静止物体随地球自转，周期为一个太阳日，但运动物体则不同，同时向东运动和向西运动则周期又不同。向东短 于太阳日，向西则相反。 随堂演练：读经纬网图回答1～4题。(可根据学生的情况选作选 作) 1.若丁点的昼长为13小时，当乙点日出时，丙点的地方是 A.5：30 B.3：30 C.7：30 D.18：30 2.一飞机在甲地日出时飞往乙地，整个旅程飞行员始终看到日出现象，到达乙地时当地时间为7时，则飞行员始终看到太阳位于飞机的 A.东南方 B.东北方 C.正东方 D.正南方 3.某日丙地昼长为11小时，乙地昼长为11小时40分钟，一科研人员在北京时间11点时从丙地乘飞机到丁地，途中飞行3小时，则该科研人员该日经历的昼长为 A.8小时 B.9小时20分钟 C.11小时 D.11小时20分钟 4.一飞行员驾驶一架飞机从甲点出发向东飞行，每小时飞行1110Km，那么飞行员看到太阳升落的周期是多长 A.24小时 B.26小时36分钟 C.14小时24分钟 D.18小时20分钟3．自转的速度

地球的自转特征与地球自转的地理意义(一、二)

第二节地球的自转运动 第1课时地球的自转特征与地球自转的地理意义(一、二) 选择题 1．(2017·北京101中学期中)从南极上空向下看，飞机甲沿南纬60°逆时针方向飞行；从北极上空向下看，飞机乙沿北纬60°顺时针方向飞行，下列叙述中，正确的是() A．都是自东向西飞行B．都是自西向东飞行 C．都是向低纬飞行D．都是向高纬飞行 解析地球自西向东运动，从北极上空看为逆时针，从南极上空看为顺时针。故 A正确。 答案 A 2．(2017·杭州一模)2016年的第一场流星雨出现在1月4日，左下图为某观测者在我国某地通过长时间曝光(捕捉流星)拍摄的一张照片；右下图为示意图，图中能显示流星和照片曝光的时间分别为() A．①、30分钟B．③、6小时 C．④、2小时D．④、一整夜 解析由于地球自转的影响，图中呈圆形运动的轨迹表示的是恒星，而运动轨迹 不与上述圆形一致的一般为短暂存在的流星，故④表示流星；流星是一个短暂的 现象，不可能是一整夜。故C正确。 答案 C 读下图，回答3～4题。

3．关于图示信息的分析，正确的是() A．从图示N极点上空看，地球自转方向呈顺时针 B．②地所在经线两侧分属东西半球 C．①地位于⑤地的东北方向 D．⑤地位于③地的西南方向 4．与②地相比，⑤地自转的速度() A．角速度和线速度都大 B．角速度和线速度都小 C．角速度相等，线速度小 D．角速度小，线速度相等 解析第3题，从北极上空看，地球呈逆时针方向自转；结合图示信息知，②地所在经线为135°E，不是东西半球分界线；结合经纬网知①地位于⑤地的西北方向，⑤地位于③地的西南方向。第4题，⑤地纬度比②地高，所以线速度小于②地，角速度与②地相同。 答案 3.D 4.C 读下图，完成5～6题。 5．如果该图是从极地上空俯视地球的效果图，则A点位于B点的() A．东南方B．西南方 C．东北方D．西北方 6．条件同上题，下列叙述正确的是()

教科版-科学-五年级下册-《证明地球在自转》教学设计

3、证明地球在自转 课标依据： 小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的核心课程，早期的科学教育将对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。因此，为了发展学生对地球和宇宙现象的好奇心和求知欲，提高学生运用科学知识和技能认识周围世界的能力，促进他们科学思维和方法的提高，我对教材内容进行了适当的调整，安排了“摆的特点研究”、“理解傅科摆的原理”、“对昼夜现象的再次解释”和“制作信息卡”等四个主要活动内容。 教材解读： 人们在长期的观察中，已经发现了一些可以说明地球在自转的论据:1.天体的周日运动(太阳、月亮和星星每天东升西落的现象，叫做天体的周日运动)。这种现象可以用地球自转来解释，但也可以用地心说的观点一天弯围地转来说明(当然以现在的证据来看是错误的)。2.地球上水平直线运动的物体，会发生偏向现象，在北半球向右偏，在南半球向左偏。这些现象都是地球自转的结果。但这种现象，学生是较难观察到的。 教科书选取了“傅科摆”作为地球自转的实证。傅科摆摆动以后，除受重力外，没有受到其他力的作用，由于惯性，摆摆动方向是不变的。当观察者推动静止的摆锤沿子午线作南北方向的摆动，经过一段时间以后，就会看到摆动方向与子午线方向发生了偏转，从而证明地球在自转。 教学目的： 1、知道摆具有摆动方向保持不变的特点。 2、制作一个简易的“傅科”摆，知道“傅科”摆摆动后，与地面的刻度盘会发生“偏移”。 3、用收集到的证据来解释昼夜交替出现的原因。 4、认识到地球自转虽然不能直接观察到，但是能通过实验证实。 教学重点：摆的特点。 教学难点：傅科摆的原理。 教学准备：单摆一个，支架一个，圆盘一个，有关“傅科摆”的资料。 教学过程：

高考地理地球自转知识点整理

高考地理地球自转知识点整理 以下是给你推荐的高考地理地球自转知识点归纳，希望对你有帮助!高考地理地球自转知识点1、昼夜更替：此处需要注意，容易理解为自转产生了昼夜现象，但地球不自转仍有昼夜现象，在一年中地球公转也会使某一地有一次昼夜变化，只有地球不停地自转，才会产生昼夜更替现象。 (1)在晨昏线上各地，太阳高度为0°;(2)太阳直射光线与晨昏线成90°;(3)直射点A与晨昏线和极昼(夜)最小纬线圈切点B的纬度之和等于90°;如当太阳直射在北回归线(23°26′N)时，切点B的纬度为66°34′N。 当太阳直射在20°S时，切点B的纬度为70°N。 2、地方时与区时：(1)地方时概念：因经度不同而出现不同的时刻，称为地方时。 因此，不同经线上具有不同的地方时。 随地球自转，一天中太阳东升西落，太阳经过某地天空的最高点时地的地方时12点。 正午太阳高度是正午时太阳光线与地面的夹角，是一日内最大的太阳高度。 经度相同的地方，地方时相同;经度不同的地方，地方时不同。 南、北极点不计地方时;东早西迟;经度每隔15°，地方时相差1小时;经度每隔1°，地方时相差4分钟;高考地理太阳对地球的影响知识点太阳辐射对地球的影响：(1)对地理环境的影响①太阳辐射直接为地球

提供了光热资源,地球上生物的生长发育均离不开太阳.②太阳辐射能维持着地表温度,是促进地球上水体运动、大气运动和生物活动的主要动力.③太阳辐射是地质作用中外力作用的主要能量来源,各种外力作用共同改变着地表形态④太阳辐射从低纬向高纬递减的规律,形成了自然带分布上的规律之一：即纬度地带分异规律.(2)对人类生产和生活的影响①作为工业生产主要能源的煤、石油、天然气等矿物燃料,是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能.②太阳辐射能是我们日常生活和生产所用的太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的主要能量来源.③水能发电站利用的水能多由太阳能转化而来;人类日常生活离不开的生物能也是太阳能转化来的.④大棚农业是为了充分利用太阳的光热资源而发展起来的.太阳活动对地面的影响地球表面赖以生存和发展的场所.作为太阳系中的地球,在它的整个历史上始终受到太阳光和热的作用,它们与地球内部动力所引起的各种现象之间相互作用,驱动着地球表层的演化.当地球的大气圈河水圈形成以后,以太阳能为动力的太阳这台发动机驱动着大气和大洋环流,形成风、云、雨、雪.河流出现了,开始流入大洋,山脉受到剥蚀.这一切都在塑造和改变着地表的环境,影响着地球的生物圈,使地球的气候、生物以及地球化学循环趋于多样化.当太阳的活动增强时,太阳巨大的能量突然释放,同时抛射出不同能量的粒子,使各种波长的电磁辐射迅速增强,并引起磁暴、极光,骚扰大气电离层,使近地空间状态发生扰动变化.当大耀斑爆发时,地球轨道附近粒子流的密度超过平时的10倍以上,对人造卫星、宇宙飞船及其中

地球为什么会自转

地球为什么会自转 古往今来，地球为什么自转一直困扰着人们，然而要想破解地球自转的原因 这一千古世界之谜，我们还必须首先破解抛出去的手绢飞回来之谜。当赵本山在舞台上把一个在手指上旋转的手绢抛向观众席，旋转的手绢转了一圈后，又回到赵本山手中时，观众们看得目瞪口呆，感到十分神奇。其实这个道理很简单，这就是自转的物体产生公转，公转的物体产生自转（在悬浮条件下）的自然界的普遍定律，只不过人们还没有发现这一普遍定律而已。 地球为什么自转科学家们始终没有找到答案。地球膨裂说认为，太阳系是一个旋转体，因为一个公转物体外侧的速度大于内侧的速度，所以地球背对太阳一侧的速度大于地球面对太阳一侧的速度。因为地球背对太阳一侧的速度大于地球面对太阳一侧的速度、地球外侧的公转半经大于地球内侧的公转半经、地球比较均匀内外侧质量相等，所以根据角动量公式L＝mrv可以看出，地球外侧的角动量大于地球内侧的角动量。因为太阳系不是钢体，地球处于悬浮状态，所以地球刚开始公转时，就在地球外侧的角动量大于地球内侧的角动量的作用下，地球外侧的角速度大于了地球内侧的角速度，产生了自西向东自转。这就像两个轮子的马车，如果一个轮子走的快马车就会自转。 月球为什么不自转呢？这个问题最近有了答案。绕月飞行的人造卫星测出月球靠地球这一面密度较大，因此月球永远以同一面朝着地球。地球膨裂说认为，尽管月球外侧的公转半经大于内侧的公转半经，月球背对地球一侧的速度大于月球面对地球一侧的速度、但因为月球刚开始公转时靠地球这一面的密度较大，也就是质量大，所以根据角动量公式L＝mrv可以看出，月球内侧的角动量等于月球外侧的角动量，不自转。冥王星的卫星查龙也不自转。 金星为什么自东向西自转（逆转）呢？地球膨裂说认为，尽管金星外侧的公转半经大于内侧的公转半经、金星背对太阳一侧的速度大于金星面对太阳一侧的速度、但因为金星刚开始公转时靠地球这一面内侧的密度比外侧的密度大得多，所以根据角动量公式L＝mrv可以看出，金星内侧的角动量大于金星外侧的角动量，金星就自东向西自转（逆转）。 为了验证我的公转产生自转的理论，我作做了一个地球公转产生自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水，用手掌沿盆沿逆时针搅水。当水转起来后，把暖水瓶的塑料盖口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动（公转）的同时，自身也在逆时针旋转（自转）。这就是无可辩驳的地球公转产生自转的实验。因为地球公转是自西向东的，所以地球自转是自西向东的（逆时针） 再做一个月球公转不产生自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水，用手掌沿盆沿逆时针搅水。当水转起来后，把暖水瓶塑料盖里的一侧放一枚硬币，放硬币的一侧靠近盆心，口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动（公转）的同时，自身并不旋转（自转）。这就是无可辩驳的月球公转不产生自转的实验。 再做一个金星公转产生逆向自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水，用手掌沿盆沿到盆心的一半处逆时针搅水。当水转起来后，把暖水瓶的塑料盖口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动（公转）的同时，自身在顺时针旋转（逆向自转）。这就是无可辩驳的金星公转产生逆向自转的实验。

初中地理关于地球自转

初中地理关于“地球自转”的教学设计方案 一、教材分析 本节从动态的角度研究地球的本质属性——地球运动。地球上许多自然现象同地球在宇宙中的空间位置，特别是同太阳的空间位置分不开。充分理解地球自转和公转的原理及地理意义，是了解地理环境结构特点、揭示地理规律，解释自然地理现象的关键，也是学好以后各章节的基础。本节内容都是重点，四季产生是难点。但本节内容涉及的空间概念较多，很难直接感知，会使学生感到抽象。 二、学情分析 由于知识点多，程度深，初一的学生，空间思维和逻辑思维能力都处在起步阶段，最好是精讲，设计学生能直接参与的动手动脑的活动，使他们对空间充分感知，有利于空间概念的形成 三、教学目标 通过各种形式的教学活动，使学生了解地球自转和公转运动的概念、方向、周期。理解昼夜交替、四季的更替的原因和五带的划分的含义。通过回顾人类天地观的发展过程，使学生理解人类对自然的认识是由近到远、由浅入深逐步发展的。 通过观察地球仪自转和公转的演示以及参与各项探究活动，培养学生观察能力，空间思维和想象力，分析概括能力，小组合作学习能力等。 本节的学习过程是学生建立地球体的空间概念，锻炼空间思维和想象力的过程，是探索和发现自然规律、对习以为常的自然现象和生活常识从科学的角度重新认识的过程。是对科学的探索和进行小组合作学习的良好时机。 四、教学重点和难点 1.自转的概念、运动方向、周期。 2.理解自转的地理意义----昼夜更替。 五、教学具体环节：

设计意图 一、合格地球人的考查 1.你观察到的太阳、月亮、星星从哪个方向升起，又从哪个方向落下？

2.小时侯你认为是天转还是地转？现在呢？ 3.你知道地球是怎么转的吗？ 4.你知道地球的自转对地球人有何影响吗？ 这里根据学生已有的经验回答问题，并引入两个专题（怎么转和影响）的教学。 1.学生都能回答出来。 2.是天动还是地动，这还是个问题呢，可以激发学生讲科学家哥白尼“地心说”的故事，鼓励学生为追求真理而努力。 3.那么，地球是怎么转的呢？ 教师用手电照射地球仪 1．地球是一个球体，向光的一半叫昼半球，背光的一半叫夜半球。昼夜半球相交的大圆叫晨昏圈.（用一段塑料绳折成大圆环放在晨昏圈的位置，两个夹子把绳固定在地球仪底座） 2. 从黑夜进入白天的是晨线，是日出之处。从白天进入黑夜的是昏线，是日落之处 3. 北京是在白天还是黑夜（有红五角星标记）？纽约呢？（兰色） [演示并提问] 一边拿手电照射一边转动地球仪 弄清教室的东南西北方向，用手画出太阳东升西落的弧线。 [做实验]：（也可留做作业） 在一块泡沫塑料上垂直插入一支铅笔，或木版上垂直钉一个钉子，放在阳光下，使铅笔的影子正好投在泡膜上，用直尺量出铅笔的影长。 利用这个装置，观察记录在一天中不同时间铅笔的影长，说明影长的变化规律时间正午 影长（厘米） 让学生直观明了掌握，这节本来也是重点，难点。为学生展现认识的过程和思路，激发学生探索知识的欲望，尽量使教学形式多样化。 六：板书设计（附） 第二节地球的运动 一．地球的自转 1．绕轴旋转 2．方向：自西向东 3．周期：一天

地球的自转(教案)

4.1地球的自转 横港中学陈奇玉【学情分析】 学生在小学阶段已经了解了有关地球运动的常识，但其建立的空间运动概念还处于朦胧想象的阶段。人们在地球上无法感受到地球是运动的，而且中学生还不具备空间思维能力，要使中学生建立清晰而抽象的地球运动的空间概念，可以用实验模拟法。所谓实验模拟法就是用现有器材和实验设备来演示、模拟自然现象的方法，它有利于培养学生的空间想象能力。地球的自转一节对学生的想象能力要求很高，这一难点内容不妨借助实验模拟法来完成。 【教学目标】 知识目标 1．了解地球自转的特征，知道地球自转的方向。 2．了解昼夜现象和昼夜交替现象的产生，知道晨昏线（圈）的含义和昼夜交替周期。 3．能用地球仪模拟地球自转及其产生的昼夜交替现象。 能力目标 通过读图、画图、分析问题、动手实践等活动，学习利用地理图表获取地理知识的能力，并初步树立空间思维能力； 情感目标 使学生进一步树立辩证唯物主义世界观。 【教学重、难点】地球自转的基本特征和地球上昼夜交替现象产生的原因。 【教学方法】实验模拟法、观察法、讨论法、讲授法 【教学准备】地球仪、白纸板 【教学过程】 新课教学 一、地球在不停地绕轴旋转 提问：每天，我们看到太阳在空中是怎么样运动的？(东升西落) 活动1：怎样才能使太阳东升西落（学生动手）。 活动说明：以北京为你自己所站的位置，以学生自己为太阳。 问：为什么地球仪不是自东向西转呢？（上讲台上演示） 书本实验：根据刚才所得到的结论，填写书本实验内容。 对观测者来说，正处于中午的是B图，日出的是A图，日落的是C图。 A→C 观测者所在地的白昼时间长短。 思考：太阳方位变化的原因？ 由于地球的自转。地球转的时候，太阳东升西落，我们生活在地球上，感觉地球没有动。视频：地球自转

七年级地理地球的自转知识点

七年级地理地球的自转知识点 七年级地理地球的自转知识点 地球绕自转轴自西向东的转动，从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为7.292×10-5弧度/秒，在地球赤道上的自 转线速度为465米/秒，除两极外，地球上任意一点的角速度都为15°/时。一般而言，地球的自转是均匀的。但精密的天文观测表明，地球自转存在着3种不同的变化。 证明地球自转1.牙签法 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,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(最好在10个小时以上),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,其实它并没有 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时针方向的.南半球则与北半球相反. 2.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. 3.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. 4.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. 5.傅科摆 证实地球自转的仪器，是法国物理学家傅科于1851年发明的。 地球自西向东绕着它的自转轴自转，同时在围绕太阳公转。观察地 球的自转效应并不难。用未经扭曲过的尼龙钓鱼线，悬挂摆锤，在 摆锤底部装有指针。摆长从3米至30米皆可。当摆静止时，在它下 面的地面上，固定一张白卡片纸，上面画一条参考线。把摆锤沿参 考线的方向拉开，然后让它往返摆动。几小时后，摆动平面就偏离 了原来画的参考线.这是在摆锤下面的地面随着地球旋转产生的现象。 由于地球的自转，摆动平面的旋转方向，在北半球是顺时针的，在南半球是反时针的。摆的旋转周期，在两极是24小时，在赤道上 傅科摆不旋转。在纬度40°的地方，每小时旋转10°弱，即在37 小时内旋转一周。 显然摆线越长，摆锤越重，实验效果越好。因为摆线长，摆幅就大。周期也长，即便摆动不多几次(来回摆动一二次)也可以察觉到 摆动平面的旋转、摆锤越重，摆动的能量越大，越能维持较长时间 的自由摆动。图中拍照的是悬挂在北京天文馆球形展览大厅天花板 上的傅科摆摆锤部分。

教科小学科学五年级下册《4.3、证明地球在自转》教案

证明地球在自转 【教学目的】 1.知道摆具有摆动方向保持不变的特点。 2.制作一个简易的“傅科”摆，知道“傅科”摆摆动后，与地面的刻度盘会发生“偏移”。 3.用收集到的证据来解释昼夜交替出现的原因。 4.认识到地球自转虽然不能直接观察到，但是能通过实验证实。 【教学重点】摆的特点。 【教学难点】傅科摆的原理。 【教学准备】单摆一个，支架一个，圆盘一个，有关“傅科摆”的资料。 【教学过程】 一、认识摆的特点： 1.谈话：哥白尼提出了“日心说”但是人们对他的观点表示怀疑，因为没有人能看见地 球在自转。现在，我们能通过人造地球卫星看见地球的自转，但是古代人们是怎样通过实验证明地球在自转的呢？ 2.演示：（出示一个单摆）摆的方向能保持不变，我们今天也来做一个类似的实验。 （1）用铁架台做支架，挂上一个摆。 （2）将铁架台放到一个圆盘上，先让摆摆动起来，然后慢慢转动圆盘，看摆的方向改变 了吗？ 3.学生分组实验。 4.汇报实验结果。 5.小结：摆具有摆动的方向保持不变的特点。 6.思考：如果地球表面竖立一个巨大的摆，当地球这个圆盘转动后（自转），会出现什么现 象？（摆的方向偏移） 反过来，如果真的有这样一个摆，而且摆动的方向发生了偏移，又说明了什么？（地球自转） 二、认识“傅科摆”： 1.阅读教科书，认识傅科摆。 2.讨论：傅科摆有什么特别之处？傅科摆摆动后发生可什么现象？它为什么能证明地球在

自转？ 三、交流： 1.全班交流关于地球自转的资料。 2.阅读课文P92页资料库中《地球自转会产生哪些突出现象？》 3.补充由于地球自转发生的河流偏移等现象。 四、解释： 对前面关于昼夜交替现象的解释，我们保留哪些？排除哪些？为什么？板书设计 证明地球在自转 傅科摆——地球自转

高一地理地球自转练习题附答案

第三节地球的运动之自转及地理意义学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、选择题（题型注释） 下图所示照片是摄影师在北半球晴朗的夜晚，把照相机固定好，采用连续曝光技术拍摄的星空照片，照片中的每一段弧线均为不同恒星视运动轨迹。读图，完成下列问题。 1．照片中北极星的位置应在 A.左上角附近 B.中心附近 C.右上角附近 D.左下角附近 2．若图中甲恒星视运动转过的角度约为60°，则摄影师连续拍摄的时间约为 A.2小时 B.4小时 C.6小时 D.8小时 【答案】 1．B 2．B 【解析】 1．恒星视运动是由于地球自转产生的相对运动，因为地轴大致指向北极星，因此，北半球看到的星空恒星大致围绕北极星运动，故北极星应位于图中的中心附近。 2．甲恒星视运动转过的角度约为60°，即地球自转了约60°，据自转角速度每小时约15°可推知，摄影师连续拍摄的时间约为4小时。 考点：自转的特征。 地球自转即地球绕其自转轴的旋转运动。结合所学知识，完成下列问题。 3．下列地球自转方向标识正确的是 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 4．若地球自转方向与现在相反，则 A．太阳西升东落 B．太阳东升西落 C．地球无昼夜现象 D．地球无昼夜交替现象

【答案】 3．D 4．A 【解析】 3．地球绕地轴自西向东自转，从北极上空看，呈逆时针方向旋转，从南极上空看，呈顺时针方向旋转。据图中标识的极点可知甲图为南极俯视图，自转方向应为顺时针方向，因此A项错误。据图中标识的极点可知乙图为北极俯视图，自转方向应为逆时针方向，因此B项错误。丙、丁两幅图中，西经度应向东度数减小，即顺着自转方向减小，因此丙、丁两幅图自转方向应为顺时针方向，因此D项正确。 4．地球绕地轴自西向东自转，太阳相对地球上的观测者而言则是自东向西运动，即东升西落。如果地球自转方向与现在相反，则太阳西升东落，因此A项正确，B项错误。地球不发光也不透明，太阳只能照亮地球的一半，因此产生了昼夜现象；地球向东或向西自转，均会出现昼夜交替现象。因此C、D项错误。 考点：自转的方向及地理意义。 下图中，a点位于30°N，b点位于30°S，∠aoc=45°，c点位于180°经线上。读图，完成下列问题。 5．下列关于图中a、b、c三点的叙述，不．正确的是 A.a、b两点线速度相等 B.a、b两点地方时相同 C.a、b两点角速度相等 D.b、c两点地方时相同 6．a点经度为 A.45°W B.0° C.135°E D. 135°W 【答案】 5．B 6．D 【解析】 5．同一经线上，地方时相同；纬度相同，自转线速度相同；除极点外，各地自转角速度都相等。a、b两点处于不同的经线，地方时不相同。bc位于同一经线上，地方时相同。 6．c点在180°经线上，a点位于c点东侧，a、c两点相距45°，因此a点经度为135°W。 考点：自转的速度及经度计算。 下图中，阴影部分表示黑夜，非阴影部分表示白天。据此完成下列问题。

高中地理 地球自转试题

地球自转练习题 1．下列有关地球自转方向的图示，正确的是() 下图所示是地球表面自转线速度等值线分布图。 2．图示区域大部分位于() A．北半球中纬度B．北半球低纬度 C．南半球中纬度D．南半球低纬度 3．假设地球自东向西自转，地球上下列地理现象中不会发生变化的是() A．日、月东升西落现象B．南半球河流一般右岸多沙滩 C．昼夜现象D．120°E的地方时早于90°E 4．为了让五星红旗升起的时刻与日出同步，重庆(106°E)春分日升旗的时刻应选在北京时间() A．6点整B．6时56分 C．5时56分D．7时4分 5．2010年上海世博会受到全球广泛关注。如果要求全球各国在同一天可以同时收看上海世博会开幕式的电视实况转播的开始，那么开幕时应在北京时间几时进行() A．20时B．10时 C．15时D．4时 6．与“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”的诗句最相吻合的地点是（） A．(0°、20°W) B．(23°26′N、30°E) C．(60°S、70°W) D．北极点 下图中外圆表示纬线圈，N为北极点。读图回答7～8题。 7．若AB弧表示夜弧，则D点的日出时刻是（） A．21时30分B．2时30分 C．8时00分D．3时30分 8.若AB弧表示2010年3月1日的范围，其余为另一日期。设B 点为零时，则100°E的区时为（） A．2月28日13时40分B．2月29日13时40分 C．3月2日14时00分D．2月28日14时00分

9．下图中实线箭头表示物体原始运动方向，虚线箭头表示物体运动发生偏转方向。则图中位于南半球的有() A．①③⑤B．③④⑤ C．②③⑥D．②④⑥ 10. 图中与新的一天范围较吻合的是（） A．90°W向东至O° B．90°E向东至90°W C．180°向东至0° D．90°E向东至180° 11. 读下图，下列关于A、B、C、D四点自转线速度的比较，正确的是（） A. A=CB>D C. A=DB>C 12. 下列由地球自转产生的地理意义有（） ①地方时②昼夜交替现象③正午太阳高度的变化 ④黄赤交角⑤水平运动物体产生左右偏转⑥昼夜现象 A.①②⑤ B.①③④ C.②③④ D.①②④⑤⑥ 13. 广州和纽约地方时不同，主要是因为：（） A、两地地理纬度不同 B、两地地理经度不同 C、两地自转线速度不同 D、两地自转角速度不同 14. 下列是以北极点为中心的四幅图形，斜线部分为4月30日，选出符合北京时间为5月1日6时的图形：（）

地球的自转习题及答案

第二讲地球的自转 基础题组 下图阴影部分表示7月7日,非阴影部分表示7月8日。相邻两条经线之间的间隔相等,箭头表示地球自转方向。据此回答下面两题。 1.(2017福建柘荣一中、宁德高中联考)有关A、B、C三点地球自转角速度和线速度的叙述,正确的是( ) A.三点角速度和线速度都相同 B.三点角速度和线速度都不相同 C.三点角速度相同,线速度B点大于C点 D.三点线速度相同,角速度A点大于B点 2.(2017福建柘荣一中、宁德高中联考)此时A点的区时是( ) A.7月8日6时 B.7月7日24时 C.7月8日12时 D.7月8日16时 下图中a为晨昏线,c为经线,b为经线c上地球自转线速度最大的点。读图,完成下面两题。 3.关于图示信息的判断,正确的是( ) A.a线和c线不可能重合 B.一年中,大部分时间a线和c线重合 C.当a线过b点时,b点地方时为6点 D.a线长度为c线的两倍 4.下面四幅图中,能正确表示b地水平运动物体的运动方向的是( )

2016年11月14日晚,月亮与地球距离全年最近,为68年来最大的“超级月亮”。吉隆坡的小明与身在英国伦敦的安娜约好同时观月。据此完成下题。 5.(2017河北衡水中学全国大联考)他们可以相约在北京时间( ) A.14日19时 B.14日23时 C.15日3时 D.15日9时 读图,依据图中信息回答下面两题。 6.(2017广东韶关六校10月联考)图中,新的一天占全球范围的( ) A.二分之一 B.四分之三 C.四分之一 D.三分之一 7.(2017广东韶关六校10月联考)此时北京时间为( ) A.0时 B.6时 C.14时 D.18时 提升题组

证明地球在自转(教案)

证明地球在自转（新教科版五下） 教学目的： 1、摆具有保持摆动方向不变的特点。 2、“傅科摆”摆动后，地面的刻度盘会与摆的摆动方向发生偏移，这可以证明地球在自转。 过程与方法 1、通过摆的实验研究，了解摆的特点，并借此理解“傅科摆”的原理。 2、通过提供的有关“傅科摆”的资料，理解人类是如何直接证明地球在自转的。 情感态度价值观： 懂得地球自转是需要实证的。 认识到地球的自转虽无法直接观察到，但通过实验，仍可以证实。 教学准备：给每组学生准备：单摆一个、支架一个、可转动的圆盘一个。 给全班学生准备：“傅科摆”的资料。南北流向的河流冲刷河岸的资料图片。 教学过程： 一、引入 怎样才能证明地球是在不停地自转呢？如果能通过实验的方法知道就好了。 二、认识摆的特点 1、指导学生做摆的实验，让学生了解做实验的注意事项：底盘平稳缓慢的转动，减少其他外力对摆摆动方向的影响，做好观察记录等。 2、小组汇报实验情况和结论。 三、认识地球自转的证据——“傅科摆” 1、展示“傅科摆”的图片和资料。 2、提问：“傅科摆”是怎样一种特殊的摆？同学们认为为什么要这样设计呢？（摆线长，摆动时间长；摆锤重，防止气流等外力对实验的影响。 3、“傅科摆”摆动后发生了什么现象?(北半球的实验：摆是顺时针方向偏转；南半球的实验：摆是逆时针方向偏转。) 为什么说人们亲眼看到了地球的自转？（摆具有保持摆动方向不变的特点，摆的偏转，恰好证明了地面的刻度盘----也就是地球，发生了旋转。 4、拓展 资料拓展：向学生介绍南北向的河流冲刷河岸的资料 5、小结。 三、板书设计 摆的实验: 摆具有保持摆动方向不变的特点 “傅科摆”摆线长，摆动时间长 摆锤重，防止气流等外力对实验的影响

地球自转的地理意义

地球的结构 一、地球的外部结构 地壳以外可以划分为大气圈、水圈和生物圈三个外部圈层。 二、地球内部结构 地球内部圈层的划分依据是地震波的传播方式和传播速度。 岩石圈的范围：包括地壳的全部和上地幔顶部（软流层以上），由岩石组成。 大气环境 一、大气垂直分层 1）低层大气的组成：干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧等）、水汽和固体杂质（成云致 雨的必要条件） 2）：大气的垂直分层

二、对流层大气的受热过程 1对太阳辐射的削弱作用 吸收作用：具有选择性，水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线，对于可见光部分吸收比较少反射作用：无选择性，云层、尘埃越多，反射作用越强。例多云的白天温度不太高。 散射作用：具有选择性，对于波长较短的篮紫光易被散射。例晴朗的天空呈蔚蓝色等。 2对地面的保温效应: ①地面吸收太阳短波辐射增温，产生地面长波辐射②大气中的CO2和 水汽强烈吸收地面的长波辐射而增温③大气逆辐射对地面热量进行补偿，起保温作用。 3影响地面辐射大小（获得太阳辐射多少）的主要因素：纬度因素，太阳高度角的大小不同，导致地面受热面积和太阳辐射经过大气层的路程长短，是影响的主要因素，同时，它的大小受下垫面因素（反射率）和气象因素等的影响。 三、全球大气环流 （一）热力环流：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动的一种最简单的形式。 地面间冷热不均是大气运动的根本原因，水平气压差是大气水平运动的直接原因 （二）大气的水平运动—-- 风 高空风：在水平气压梯度力和地转偏向力作用下，风向与等压线平行 风向 （北半球右偏，南半球左偏） 近地面风：受摩擦力影响，风向斜穿等压线，指向低气压。 水平气压梯度力：垂直于等压线，指向低压，大气水平运动的原动力 地转偏向力：与风向垂直（北半球在风向右侧，南半球在左侧），只改变风向，不影响风 速。 摩擦力：与风向方向相反，既减小风速，又改变风向（摩擦力越大，风向与等压线夹角越 大） 风力（风速）：等压线越密集的地方，风（力）速越大 （三）全球气压带和风带的分布七个气压带和六个风带的名称与位置，注意各风带的风向，气压带成因（热力或动力原因）。 （四）气压和风带的移动：气压带风带随太阳直射点的移动而移动，对于北半球来说，大致夏季北移，位置偏北；冬季向南移，位置偏南。 四、海陆分布对大气环流的影响由于海陆间热力性质的差异， 破坏了气压带风带的连续分布，使得北半球气压带呈断块状分布：7 月前后，北半球副热带高气压带被大陆上的热低压（亚洲低压）所切断，仅在大洋上保留（夏威夷高压）；1 月前后，北半球副极地低压带被大陆上的冷高压（亚洲高压）所切

高中地理《地球自转》教案

高中地理《地球自转》教案 本部分内容初看起来比较简单，学生已经有了一些基础知识。但其中地球自转产生的昼夜交替及时差问题是学生理解的难点，高考试题中涉及此基础知识的比例也很大，这些问题都需要从这里得到解决，所以教学时要特别注意直观性，帮助学生 __解决此基础问题。 1.让学生利用地球仪正确演示地球自转，并从各个角度观察地球自转特点。 2.利用灯泡或手电当太阳，让学生观察并体会地球自转时各地昼夜有什么变化，从而理解各地时差，初步学会利用简易工具换算时间。 ●用事实说明地球自转及其产生的地理现象 ●用地球仪演示地球的自转 师：地球仪、三球仪、灯泡、简单的课件，时区分布表格（课前发给学生）；生：彩色不干胶条、手电 1.你观察到的太阳、月亮、星星从哪个方向升起，又从哪个方向落下？

2.小时侯你认为是天转还是地转？现在呢？ 3.你知道地球是怎么转的吗？ 4.你知道地球的自转对地球人有何影响吗？ 这里根据学生已有的经验回答问题，并引入两个专题（怎么转和影响）的教学。 1.学生都能回答出来。 2.是天动还是地动，这还是个问题呢，可以激发学生讲科学家哥白尼“地心说”的故事，鼓励学生为追求真理而努力。 3.那么，地球是怎么转的呢？ 第一步：请3个学生到台前来演示，大家评判谁演示的正确！（注意选择不同层次的学生以具有代表性，观察后就明朗了） 第二步：小组内每个同学演示一遍，组员负责指正，要求人人会演示。

第三步：在地球仪上贴一彩色不干胶条，从3个角度观察地球自转方向：赤道上空看；北极上空看，南极上空看，最后总结出结论。 总结：地球自转方向：从赤道上空看，自西向东；北极上空看，逆时针方向；南极上空看，顺时针方向 屏幕给出三幅地图：A.面向赤道；B.面向北极；C.面向南极，要求学生标出地球自转方向（化演示为图示，增强实战能力）并告诉学生：记住极地地球自转方向将是以后解决以极地为中心的习题的关键！ 地球自转一圈的时间（周期）：一天，也是昼夜交替的周期。 第一步：地球不自转，面向太阳和背向太阳的一面如何？ 第二步：拨动地球仪，看某地随着地球自转昼夜是怎样交替变化的。 第三步：在地球上选择几个城市，分别贴上不同颜色不干胶条：如北京、开罗、纽约等，看他们随着地球自转运动经历昼夜的先后顺序有什么规律。