“尋找”地轉偏向力

臨沂大學附屬中學（276005） 朱愛華

“尋找”地轉偏向力

臨沂大學附屬中學（276005） 朱愛華

“水平運動物體的地轉偏向”是地球自轉的地理意義之一，成因不作教學要求，但其偏轉規律卻是教學的重點和難點。每當學到該內容，總有一部分學生始終無法運用地轉偏向力的規律去解決實際問題，特別是對水平運動物體偏轉方向的判斷存在很大疑問。為突破這一難點，我發動學生到實際生活中“尋找”地轉偏向力，在“尋找”的過程中感悟、領會地轉偏向力的規律。

地轉偏向力；探究活動；地理教學

一、活動背景

現行高中地理教材必修一（魯教版）有：受地球自轉的影響，在地表作水平運動的物體，其運動方向有發生偏轉的現象。北半球向其運動方向的右側偏轉；南半球向其運動方向的左側偏轉；沿赤道運動的物體，其運動方向不發生偏轉。這種使水平運動物體方向發生偏轉的力，稱為地轉偏向力。在地理環境中，地轉偏向力的作用實例很多。

“水平運動物體的地轉偏向”是地球自轉的地理意義之一，成因不作教學要求，但其偏轉規律卻是教學的重點和難點。每當學到該內容，總有一部分學生始終無法運用地轉偏向力的規律去解決實際問題，特別是對水平運動物體偏轉方向的判斷存在很大疑問。為突破這一難點，在新課學完之際，我發動學生到實際生活中“尋找”地轉偏向力，也就是尋找、發現地轉偏向力存在的事實，在“尋找”的過程中感悟、領會地轉偏向的規律。號召發出后，立刻得到了全體同學的一致響應，同學們紛紛表示愿意去實際生活中親自“找一找”。

二、活動目的

1. 通過活動，直接接觸地轉偏向力作用的各種事實，在心靈上獲得種種深刻的印象，以加深對地轉偏向力的存在及其偏轉方向、影響的認識。

2. 通過活動任務引導，培養問題意識、合作意識以及探究意識，為以后地理合作探究活動的開展奠定基礎。同時，學會從地理的視角觀察、分析世界的方法，逐漸形成一雙“地理眼”。

3. 通過活動，進一步認識自然環境對人類活動的影響，進一步感悟“地理是生活中的地理”“地理是對終生發展有用的地理”的課程理念。

三、活動要求

1. 每6人一組，全班分8個小組，每組設組長、記錄員、匯報員各一名。組長負責總體組織和協調。

2.“尋找”之前，要集體研討，統一認識，以保證尋找、觀測的有的放矢。如實際生活中，有哪些物體在作水平運動？這些物體的水平運動方向，受地轉偏向力作用后應該有怎樣的表現？我們要尋找的這類水平運動物體，在學校或住所周圍哪些地方可能存在？我們要尋找的目標證據是什么？電視、互聯網、報刊雜志等報道、登載的一些現象，哪些也與地轉偏向力有關？

3. 觀測要細致，記錄要詳實，分析要準確到位。附觀測記錄表，如下。

觀測地點觀測時間作用案例觀測描述小組成員記錄人

4. 無論是外出實地考察還是上網搜尋等探究活動，一定要遵守有關規定，注意人身、財物安全。

5. 兩周左右時間完成。

四、活動展示與糾錯

兩周后，每個小組都“找”到了不止一個的地轉偏向力作用案例，還有小組案例重疊現象，如沂河、祊河多處河段右岸比左岸深、臺風云圖顯示的風的旋轉方向，幾乎每個小組都“找”到了。各小組將尋找記錄的“結果”在全班一一展示匯報。“尋找”結果匯總整理如下。

1. 水漩渦的形成，蘊含地轉偏向力。在家中或學校的水池內，塞上塞子，放入小花瓣等漂浮物，打開水龍頭向水池注水至滿，觀察漩渦水流方向（即漂浮物的運動軌跡），發現水漩渦方向如圖1中A所示；待“水平浪靜”，拔掉塞子，再觀察漩渦水流方向，發現水漩渦方向如圖1中B所示。這說明，水在由中心向四周或由四周向中心水平流動的過程中，方向發生了變化，都是沿運動方向向右偏轉。促使這水流方向向右偏轉的力，即是地轉偏向力。不過當你打開水龍頭向水池注水或拔掉水池的橡皮塞時，會發現有時水流也并不是順時針（注水）或逆時針（放水）旋轉流走的，因為水流這樣短距離的運動，運動形態更多地受到水池形狀或者水龍頭噴射角度的影響。

圖1 水漩渦的方向

圖示說明：圖中虛線是表層水的原始流動方向，實線是水的實際流動方向。當向桶中注水時，水從注水點向四周流動，北半球在地轉偏向力的作用下右偏，漩渦呈順時針方向旋轉。放水時表層水都流向下層出水點，北半球在地轉偏向力的作用下右偏，漩渦呈逆時針方向旋轉。

2. 學校附近沂河、祊河的多處平直河段右岸比左岸深，蘊含地轉偏向力。經過實地考察，發現沂河、祊河平直河段，多處劃船（要求水較深）等娛樂活動都在沿水流方向的右岸，如2011年世界杯劃水賽（臨沂站）活動水域選在沂河南湖心島西岸，是沂河沿水流方向的右岸；左岸涉水活動則較少。說明平直河段，右岸水較深，左岸水較淺，這是地轉偏向力作用的結果。

3. 從轉動的傘面（或地球儀）中心滴下的墨水，運動軌跡呈曲線，蘊含地轉偏向力。在傘面中心（或地球儀上的北極點）沿某根“經”線滴一滴藍墨水，墨水沿“經”線流動；重復前面操作，同時逆時針轉動傘面（或自西向東轉動地球儀），觀察藍墨水運動軌跡，會發現藍墨水運動軌跡不斷向右偏轉。這證明北半球地球逆時針方向自轉，水平運動物體方向右偏，如圖2。南半球應相反（左偏）。

圖2 轉動傘面上的墨水運動軌跡

圖示說明：圖中虛線是藍墨水的原始流動方向，實線是藍墨水的實際流動方向。

4. 鐵軌右軌內側磨損嚴重，蘊含地轉偏向力。經過對臨沂火車站附近鐵軌的實地觀測，發現右軌比左軌內側磨損嚴重。原因是火車在行走過程中，受到北半球向右的地轉偏向力，對右軌的擠壓力大，時間久了，右軌出現比左軌磨損嚴重的情況。

5. 植物秧藤的纏繞方向，多是順時針向上纏繞，蘊含地轉偏向力。走進校園紫藤花廊，走進大自然，走進菜園子，仔細觀察紫藤花的“藤”，黃瓜、絲瓜的“秧”，葡萄架上的“須”，發現它們的纏繞方向大多是順時針方向向上纏繞的。說明這些秧藤受到了北半球向右的地轉偏向力的影響。

6. 臺風的旋轉上升，蘊含地轉偏向力。從電視天氣預報臺風的旋轉移動、臺風云圖中可以看出，臺風是一邊旋轉一邊移動的。旋轉的臺風是地轉偏向力作用的結果。同樣，常出現在操場、樓道中的小旋風，陸地上的龍卷風，仔細觀察發現它們都是逆時針方向旋轉上升的（北半球），這也是地轉偏向力作用的結果。圖3是國際空間站宇航員邁克-弗薩姆拍攝到的“卡蒂亞”颶風云圖，圖4為北半球陸上的龍卷風圖。從圖中不難看出，無論是臺風還是龍卷風，北半球都是逆時針方向旋轉上升的。

圖3 “卡蒂亞”颶風云

圖4 北半球陸地龍卷風

7. 射擊場上，一般瞄準目標左側射擊，蘊含地轉偏向規律。據當過兵的叔叔說，遠距離瞄準目標射擊時，朝向目標稍偏左些的位置，命中率更高。這是因為我國地處北半球，子彈受到沿運動方向偏右的地轉偏向力的作用，到達目標時會稍偏右一些。所以我們瞄準目標射擊時，朝向目標稍偏左些的位置，命中率會更高。不過，近距離運動的物體，地轉偏向很小。如從場地一邊把籃球拋到另一邊的運動員，若考慮地轉偏向力的影響則需要調整自己投球的偏移量僅為1.3厘米。

某小組提供的案例：在一戰期間，德軍用他們引以為自豪的射程為113千米的大炮轟擊巴黎時，懊惱地發現炮彈總是向右偏離目標。此前，他們從沒擔心過地轉偏向力的影響，因為他們從沒有這樣遠距離的開火。

8. 跑道上的跑行方向，蘊含地轉偏向規律。我們發現上體育課、運動會或鍛煉時，人們總喜歡沿逆時針方向跑行，如圖5。這應該是北半球地轉偏向規律在實際生活中的體現。

圖5 跑行方向與作用力

圖示說明：A同學是逆時針方向跑，正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉偏向力向外，而身體傾斜產生一個向內的向心力，二力方向相反，更易平衡，過彎道處不易跌倒。B同學是順時針方向跑，也正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉偏向力和身體傾斜產生的向內的向心力方向相同，不易平衡，過彎道處容易跌倒。

人類的發源地都在北半球，人們長期受地轉偏向力的影響形成了這一習慣，所以哪怕到了南半球，人們還是習慣于這樣的行為。

9. 風扇等機械設備的旋轉方向大多都是順時針，蘊含地轉偏向規律。觀察我們（北半球）所見到的電扇、電機、柴油機、水輪機等，大多都是順時針方向旋轉，這也應該是北半球地轉偏向規律在工業生產中的應用。如圖6。

圖6 機械設備旋轉方向與作用力

圖示說明：從圖上可以看出，在北半球順時針方向旋轉（左圖），地轉偏向力指向軸心，由于物質的向心作用，使機械設備更耐用、更牢固。而逆時針方向旋轉（右圖）時，地轉偏向力指向外，由于物質的離心運動，機械設備易損壞，使用壽命縮短。

10. 我國車輛、行人靠右行，蘊含地轉偏向規律。觀察車輛和行人的行駛習慣，發現我國車輛、行人皆靠右行，符合地轉偏向規律，靠右行比靠左行更科學。如圖7。

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圖7 行駛方向與作用力

圖示說明：A圖為靠左行，北半球車輛在地轉偏向力的作用下右偏，都偏向道路中間，更容易與對面駛來的車輛相撞，發生車禍的頻率增加。B圖為靠右行，北半球車輛在地轉偏向力的作用下右偏，都偏向路邊。路邊是司機開車注意力的集中點，司機會不斷調整方向來保證行車安全。車輛靠右行，導致人也靠右行，這樣會更安全些。不過，不是北半球所有國家或地區的車輛、行人都靠右行，但靠右行是最為合理的，因為它符合地轉偏向規律。

在各小組展示的“尋找”結果中，絕大部分都符合活動要求，但也有些是不符合條件的，舉例如下：

1. 觀察從高空自由下落的物體，落地點總比目標點偏東些（如圖8）。這是否蘊含地轉偏向力？該案例不是地轉偏向力作用的結果。一方面，地轉偏向力只與水平運動的物體有關，與非運動或垂直運動的物體無關。另一方面，無論南北半球該實驗結果都相同，也無法區分南北半球地轉偏向的差異。該現象的產生，是由于地球自西向東自轉，高空處物體向東的自轉線速度大。由于受到一個向東的慣性作用，圖中實際落地點B比目標地A偏東一些。

圖8 自由落體落地點與目標點

2. 臨沂沂河、祊河彎曲河段多處左岸比右岸深，是否是地轉偏向力向左？在河流轉彎處，地轉偏向力對河流的影響很小，主要是流水的慣性在起作用。一般來說，凹岸處流水的慣性沖刷作用強，水深較深，所以在河流凹岸處常建設碼頭；而凸岸一般泥沙淤積較嚴重，水淺，地勢往往也開闊，發展空間大。所以居民點常位于凸岸，如圖9。因此，彎曲河段左右岸水的深淺，不一定是地轉偏向力作用的結果。只有平直河段，地轉偏向力作用才表現明顯。

圖9 碼頭、居民點的選建

3. 河流中的水漩渦（洪水期間更常見），都是地轉偏向力的原因？

圖10是外出拍到的沂河中的一個水漩渦，這個水漩渦與地轉偏向力有關嗎？注意圖中的水漩渦，是順時針方向旋轉的，它不符合北半球地轉偏向規律。實際上，河流中水漩渦的形成，受很多因素（如河床起伏、河道彎曲、水流方向等）的影響，所以表現為同一河段既有順時針方向漩渦，也有逆時針方向旋渦。

圖10 河流中的水漩渦

五、活動小結與提升

1. 活動層面

（1）通過活動，學生動手能力得以提高，問題意識、合作意識以及探究意識大大增強，學習地理的熱情空前高漲，這是活動之始所沒想到的。

（2）積極參與“尋找”或成果展示的學生，大多為平時善于表現、成績相對較好的學生。出現爭議時，很多學生不是積極探尋、思考，而是在等待少數成績較好學生的結論，自主探究意識不強。以后的活動中，教師要密切關注這種不公平現象，給予那些不善表現的學生以展示和分析探究問題的機會。日常教學中，應進一步引導學生發現問題、解決問題，培養學生善于思考、大膽質疑的思維品質。

2. 知識層面

學生通過實地觀察、親臨感知、查閱資料、合作探究、激烈辯論、深入思考，對地轉偏向力有了全面、深刻的理解。他們的感悟總結如下：

（1）地轉偏向中“左”或“右”，是相對于物體水平運動的方向（運動物體的去向）而言的，不是指人的左邊或右邊。

（2）地轉偏向力的大小受緯度、物體運動速度的影響，表現程度有很大差異。低緯度地區，表現微弱。如果又有其它力的干擾，或許它的表現就更不明顯。

（3）對近距離運動的物體，地轉偏向力的表現會很不明顯。

（4）能表現出受地轉偏向力影響的，必須是水平運動的物體，非運動或垂直運動物體方向的偏移與地轉偏向力無關。

（5）地轉偏向力對氣流和水流水平運動的影響最明顯，而對人為控制方向的飛機、汽車、輪船等航向的影響表現不明顯。

（6）當河流出現曲流時，因水流慣性，凹岸流水侵蝕大于地轉偏向侵蝕。

（7）地轉偏向力對環境的影響，不是一朝一夕就能顯現出來的，是日積月累長時間作用的結果，是靠水滴石穿般的毅力。

本文案例供同行討論。

（責任編校：朱楠）