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从地球的自转谈学科间的综合
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随着我国高考制度的改革,教育部试行了“3+综合”的高考模式,强调有机结合中学各学科内容的交叉、渗透和综合,旨在考查学生理解、掌握和运用中学所学知识的能力,必将对推行素质教育产生积极的影响.物理学科如何适应时代的需要,引导学生把物理知识与其它学科知识结合起来解决实际问题,培养学生的综合素质和以创造为主要特征的思维能力,提高学生多学科综合思考和解决问题的水平等,是亟待解决的课题. 地球自转的角速度约为7.3×-5rad/s,虽然不算大,却产生一些可观察到的与自转有关的现象.法国物理学家科里奥利(Coriolis)1835年第一次详细地研究了这种现象,因此称做“科里奥利效应”.科里奥利效应与在非惯性参照系中研究物体的运动有关.本文拟从地球的自转,用中学物理知识结合地理学科内容,对观察到的与地球自转有关的现象作些讨论,并谈谈对学科间综合的几点认识. 一、用物理视角认识地转偏向 地球自转引起的现象是立体空间的,让我们先体会一下平面上的情况.假定有一个旋转游戏台,整体在转动,那么,游戏台上所有点转动的角速度相等,中心附近的点运动较慢,而靠近外缘的点运动较快.如果你站在中心附近的点上,想要直接从中心出发的一条直线上走向靠近外缘的点,在中心附近的出发点上,你取得了该点的速度,惯性效应使你保持缓慢运动.当你越往外走的时候,脚下的台面运动得越快.你本身的慢速和台面的快速的结合,使你觉得被推向与旋转运动相反的方向去.如果旋转游戏台在逆时针方向转动,当你向外走时,你的路线会明显地顺时针方向弯曲.如果你从靠近外缘的一点出发向内行进,你保持着出发点的快速运动,但你脚下的台面运动得越来越慢.因此,你会觉得你在旋转方向上被越推越远.如果旋转游戏台在逆时针方向转动,那么,你的路线会再次明显地顺时针方向弯曲.
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