生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中科里奥利效应
谬误与真知：马桶、台风与“地转偏向力”
谬误与真知：马桶、台风与“地转偏向力”“为什么北半球的马桶冲水时水流是逆时针向内旋转的？”“因为地转偏向力使水流一边向下流一边向它的右边拐。
”这是一个在日常生活中会偶尔听到的话题，故勿论其对错。
那么，到底这个“地转偏向力”是什么呢？地转偏向力，是一个更为普遍的“力”之中的一个特例，这个“力”的大名就叫做科里奥利力。
它是由法国数学家、工程师科里奥利(Gaspard-Gustave Coriolis)从理论力学中推导出来的，所以也以他的名字命名。
为什么我们要在这个“力” 字上加引号呢？因为它不是一个真正的力。
真正的力除了有受力物体也应该有施力物体，但如果这个科里奥利力有施力物体的话，那这个施力物体也太玄乎了，能让北半球所有水流都向右拐。
这其实不是一个真正的力，物理学家们把它称作一种惯性力，也就是说是由物体的惯性产生的力。
那么，在什么情况下才会出现这种力呢？科里奥利说了，在一个转动的参考系中就会出现科里奥利力，只要是在这个参考系中运动的物体都会好像受到一股垂直于运动方向的力，从而偏离开它的轨道。
科里奥利他说的“转动的参考系”，其实这个转动就是说这个参考系相对于一个惯性系在转动【注1】，那么这个参考系本身就是一个非惯性系了。
科里奥利力就是这个非惯性系里边的一个惯性力。
不过科里奥利力也不是对所有物体都一视同仁的。
对于相对参考系不动的物体，它不会作任何打扰，它专爱找运动物体的麻烦。
它的公式是：Fic=-2ω×mv。
在这里，m是物体的质量，ω是指示参考系旋转速度和方向的向量（就是方向和数量的一个组合），而v则是物体在这个参考系中运动的速度向量。
这个乘号也有讲究，它不是一般2×3的那种乘法，而是一种特别为向量设计的乘法，通常叫做叉乘。
而Fic就是这个物体在这个参考系中受到的科里奥利力。
现在我们可以解释为什么北半球的水流总有向右偏的倾向了。
我们向来认为地球是不动的，就算是物理学家做实验，在很多情况下都选取大地作为参考系。
科里奥利力在自然界和人类生活中的影响及应用
科里奥利力在自然界和人类生活中的影响及应用
科里奥利力是一种由法国物理学家里昂·科里奥利发现的一种新的力。
它也被称为引力短距离作用力，它与重力场的引力作用有所不同。
科里奥
利力是一种距离作用力，当物体间距离很近时，此力会变强；当物体间距
离很远时，此力会逐渐减弱。
科里奥利力在自然界的影响很大。
它可以起到一种组织力，可以在空
间尺度上影响物质的分布。
例如，月球表面的岩石中含有特定的科里奥利力，它能够维持月球大面积的物质分布平衡。
此外，科里奥利力还可以起
到一种力稳定效应。
科里奥利力可以应用于人类生活中。
科里奥利力可以用来制造一些细
小的装置，例如微型结构和微型机械元件。
此外，科里奥利力也可以应用
于药物制造，使得药物可以在特定的距离范围内聚集，提高药物的有效性。
另外，由于科里奥利力的稳定性，它还可以用来控制微型机器操作的精确
性和稳定性。
0611835_梁剑_科里奥利力的物理意义和生活实例.
vt
vt
vt
'
vt
'
dvt
由方向改变引起的加速度 由大小改变引起的加速度
如图所 示，垂 直于径 向的速 度 vt 的 方向和 大小均 相对于 惯性系 改变了
dv t2 at1 vt ( rt ) ' vt vt (rt' rt )
at 2 dt dt
原因同上
(rt' rt ) 由于 就是质点沿径向的速度 v0 dt ' ' vt vt (rt rt ) v0 同时考虑加速度的方向可得 at 2 dt dt
因而
a2 at1 at 2
F惯 m(a1 at1 at 2 ) m v0 m ( r ) m v0
F惯 m(a1 at1 at 2 ) m v0 m ( r ) m v0
惯性 离心 力 向心 力 科氏 力
？
下图的圆表示一个以恒定角速度相对于某惯性系旋 转的参考系，质点m在这个非惯性系中沿径向匀速直 线运动，我们将以此为模型讨论问题
非惯性系相对于惯性 系的运动
质点m相对于非惯性 系的运动
将二者运动进行叠加，便可得到质点相对于 惯性系的运动（一段弧，图中AB）
下面，我们研究质点 相对于惯性系两部分，分别 研究它们在时间元dt 内相对于惯性系的变 化量，以求得其相对 于惯性的加速度从而 分析其受力情况
科里奥利力的形式已经在力学课上推导过了，可它的物理 含义却并不明晰。我们都知道，惯性离心力的作用是在非 惯性系中平衡向心力（后者是所谓真实力），但同样是惯 性力，科里奥利力的作用，或者说它引入的物理必要性却 被数学推导深深的隐藏了，他所平衡的真实力究竟是什么 呢？ 下面我们将用一种更直观的方式导出科氏力的表达式，说 明上述问题，然后解释实验现象。
科里奥利力在自然界和人类生活中的影响及应用
量 度” ．
其实， 牛顿最 早在描述 质量 的概念时 ， 已经说 过 ： 物 就 “ 质 的量同物体 的惯性成正 比， 密度相同的物体是指那 些其惯 性 与其 体积之 比相等 的物 体 ． 牛顿力学体 系中 的质 量的 ”在 概念， 其实就是我们现在所 说 的“ 惯性质量 ” 它 们在被 定义 ，
２ 牛顿 力学中“ 性与质量的关系” 惯
于不 同的物体 ， 它需要 改变 的的量值 是不一 样 的， 因此我们 不能用 “ 其 停下 来 的难 易”来 衡 量 “ 使 运动 状 态 被 改变 的
难 易” ．
那么学生心 目中的那 个难易程度究 竟是什 么呢？
这里 ， 我们不妨把学生的“ 速度越 大的物体越难停 下来” 换 一种表述 ： 速度越大 的物 体 ， 对其他 事物所 造成 的冲击越
沿切线 或圆弧方 向的力 ． 小球 获得切向加速度 ， 它使 并使小
即惯 ｃ “性。
寺” ・
这不禁让我们想到 ， 牛顿第二运动定律 ｎ ＝ ， 它转 将
（） ４ 哪个物体 的运 动状态更难 改变？ —— Ｂ物体 ！ （） ５ 哪个物体 的惯性更大？ ——Ｂ 物体 ！ 例 ３ 在光 滑的水平面上有 Ａ、 Ｂ两个物体． Ａ物体 的初
２ 科 里 奥 利 力 的原 理 分 析
从 地球惯性参考 系研究小球 的运动 ． Ａ点小球具有径 在 向速度 （ 相对速度） ， 又有随盘转 动而引起 的切 向速度 （ 牵 连 速度）ｕ。 ｒ 为 Ａ 点处半径 ． ｃ ，ｏ ｒ 此二速度合成应使小球在 时 间到达 Ｄ， 但小球实 际上 到达 Ｄ 这表明槽对小球作 用有 ．
之初 ， 已经有了不可分割的关系了 １ 就 ３ 学生心目中的那个量 学生的心 目中， 至普通百 姓心 目中， 甚 都有 这样 的一个
地理中的各种效应
地理中的各种效应地理中的各种效应是指由地球自身的特性所引起的各种现象。
这些效应涉及到地球的自转、公转、气候、地形、水文等多个方面。
下面就介绍几种地理效应。
1. 科里奥利力效应科里奥利力效应是指地球自转所产生的效应。
在地球的自转中，地球表面的物体受到科里奥利力的作用，该力会使物体偏离它在静止空气中的轨迹。
这个效应的应用非常广泛，例如飞机、导弹等的飞行轨迹，都需要考虑科里奥利力的影响。
2. 热带风暴效应热带风暴是一种强大的气旋天气系统，经常在热带海洋区域形成，并向着低纬地区移动。
热带风暴效应是指热带风暴在移动过程中所产生的影响。
这些影响包括强风、暴雨、洪水、海啸等，对当地的生命财产安全造成严重威胁。
3. 海浪效应海浪是海洋表面的波浪，通常由风、重力、海水密度等因素所引起。
海浪效应是指海浪对海岸线和海上设施所产生的影响。
海浪可以侵蚀海岸线，对港口、码头、船只等造成破坏。
因此，海浪效应对于海洋工程和防灾减灾具有重要意义。
4. 水循环效应水循环是指水在地球上的循环运动，包括蒸发、降水、径流、地下水等过程。
水循环效应是指水循环对生态环境和自然灾害的影响。
例如，水循环的异常变化可能导致干旱、洪涝等自然灾害，影响生态平衡。
5. 冰川效应冰川是由积雪形成的巨大冰体，通常在高山和极地地区出现。
冰川效应是指冰川对环境和气候的影响。
冰川可以改变河流的流向和流量，对生态环境造成影响。
同时，冰川融化会导致海平面上升，对低洼地区的居民造成危害。
地理中的各种效应在人类生活和自然环境中发挥着重要的作用，需要我们认真研究和探索。
生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中科里奥利效应
生活中的惯性力，科里奥利力，举例说明自然界中的科里奥利效应摘要：本文通过举例介绍了惯性力及科里奥利力的相关概念，列举了自然界中的科里奥利效应。
关键字：惯性力 科里奥利力 科里奥利效应1、 引言牛顿运动定律一直被人们广泛应用，其在动力学中有着不可撼动的地位，然而它只适用于惯性系。
在非惯性系中，牛顿运动定律并不适用。
为了在非惯性系中方便的解决力学问题，人们假象在该体系中，除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。
惯性力的引入使牛顿运动定律仍然可以在非惯性系中被用来解决力学问题。
同样的，人们在旋转体系中引入了科里奥利力，使得可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋系的处理方式。
2、 惯性力惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，若是以该物体为坐标原点，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此称之为惯性力。
因为惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将该物体加速的力，因此惯性力又称为假想力。
例如,设想有一静止的火车，车厢内一光滑桌子上放有一个小球，小球静止；现在火车开始加速启动，在地面上的人（显然他选用了一个惯性参考系——地面）看来，小球并没有运动，但是在火车上的人看来，小球沿着与火车运动方向相反的方向在运动，且加速度和火车的加速度大小相等，方向相反（如图）。
以火车为参考系，小球处于一个非惯性系中，于是我们引入一个惯性力F*，这样就可以从形式上解释火车上的人观察到的现象。
这只是为了能在非惯性系里面运用牛顿运动定律研究问题，事实上惯性是物体本身的性质，而不是力。
3、 科里奥利力旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛顿力学为基础的。
例如，一人A 在某圆盘中扔出小球，若圆盘静止，人B 可接到A 扔出的球；若圆盘以一定角速度转动转动，A 扔出的球可到达B ’点，B 接不到A 扔出的球（如图）。
为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力（图中Fc ）。
科里奥利效应的应用场景-概述说明以及解释
科里奥利效应的应用场景-概述说明以及解释1.引言1.1 概述科里奥利效应是一种自然现象，描述的是自然界中物体在旋转运动时所产生的力。
它是由法国数学家格斯塔夫·盖里奥利在19世纪中叶所发现和研究的。
科里奥利效应通常表现为当物体在旋转的参考系中运动时，会出现一种所谓的向外偏离效应，即物体所受力的方向与旋转轴垂直，并指向旋转中心。
这种效应在许多领域都得到了应用和研究。
科里奥利效应在天气预报中有重要的应用。
在气象学中，空气质量与地球自转有关，因为地球的自转速度不同于不同纬度上的线性速度，所以风向和气旋的性质在不同纬度上会有所不同。
科里奥利效应帮助科学家们解释了为何在北半球的气旋中风向逆时针旋转，而在南半球则为顺时针旋转。
这一现象使得气象学家们能够更准确地预测风向和风暴路径，提高天气预报的准确性。
另外，科里奥利效应还在风力发电中起到了重要作用。
风力发电机是利用风的动能转化为电能的设备。
科里奥利效应使得风从风力发电机的风叶上流过时，风叶会发生侧向偏转，从而产生了一个倾斜的向下压力。
这种压力推动了风力发电机的旋转，最终产生了电能。
因此，科里奥利效应为风力发电技术的发展提供了理论基础，并促进了清洁能源的利用。
总之，科里奥利效应在天气预报和风力发电等领域中具有广泛的应用。
通过研究和应用科里奥利效应，我们可以更好地理解和预测自然界中的现象，同时也能够推动相关技术的发展和应用。
未来，我们可以进一步深入研究科里奥利效应，在更多领域中发掘其潜在的应用价值，推动科学技术的进步。
1.2文章结构本文将按照以下结构进行展开讨论科里奥利效应的应用场景。
首先，在引言部分（1.引言），我们将对科里奥利效应进行概述（1.1 概述）。
我们将解释何为科里奥利效应，以及其基本原理和作用机制。
接着，我们将介绍本文的结构（1.2 文章结构），即逐一讨论科里奥利效应在不同领域的应用。
最后，我们将明确本文的目的（1.3 目的）。
在正文部分（2.正文），我们将首先阐述科里奥利效应的基本原理（2.1 科里奥利效应的基本原理），包括由地球自转引起的科里奥利力和科里奥利效应的影响因素。
神奇的科里奥利力
火炮巨无霸误差数公里——神奇的科里奥利力一战期间，德国为轰炸法国首都巴黎曾专门制造了一座超远程的“巴黎大炮”。
它的巨大炮筒有34米长、一米粗，炮身重达750吨，初速度达到1.7公里/秒。
但是，令人们感到奇怪的是，当德国军队从110公里外用巨型火炮轰击巴黎时，炮弹竟偏离了目标1.6多公里。
是瞄准出了问题吗？无论专家们怎么计算，仍旧无法解释这一问题。
那么，到底是什么原因使炮弹偏离目标这么远呢？从蚂蚁上磨盘说科里奥利力一只小蚂蚁爬上了一具停着不转的磨盘，发现磨盘的喂料口周围撒落着一些粮食颗粒，就高兴地扑上去，准备贮藏起来作为过冬的美食。
如果磨盘保持不动，那么蚂蚁在磨盘上的行动就跟在地面上没有什么不同。
然而，要是磨盘被人推着骨碌碌地转起来，那又给蚂蚁的行动带来什么影响呢？你可能会答：在转动磨盘上的蚂蚁，像在转弯的汽车上的人一样，要受到惯性离心力的作用，这种力企图把蚂蚁摔出磨盘去。
为了避免被摔出去，蚂蚁还得用力抓住磨盘表面，就像汽车转弯时乘客抓住扶手一样。
不过，只要蚂蚁一开始在磨盘上爬行，它就会同时受到另一种力的作用，而使它走不了直线，总是不由自主地往一侧偏转。
而且，当磨盘转动方向与钟表上的时针转动方向相反的时候，这股力向右，使爬行中的蚂蚁的走向不断往右偏转；而当磨盘转向为顺时针方向时，这股力向左，使爬行中的蚂蚁的走向不断往左偏转。
因为这种怪力是法国科学家科里奥利(1792～1843年)于1835年发现的，所以叫科里奥利力。
大炮打不准竟是怪力作祟当然，不只是转动的磨盘上能产生这种怪力，任何转动的物体上都能产生这种力。
当一个物体在作为参照系的转动着的另外一个物体上运动的时候，只要它的运动方向不是与参照系的转轴平行，它总是会受到科里奥利力的作用。
科里奥利力也是一种惯性力，但是与惯性离心力大不相同。
不论物体相对于转动参照系是运动还是静止，它都受到惯性离心力。
而科里奥利力只在物体相对于转动参照系运动的时候才出现，在物体相对于这个参照系静止的时候它就不存在了。
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生活中的惯性力，科里奥利力，
举例说明自然界中的科里奥利效应
摘要：本文通过举例介绍了惯性力及科里奥利力的相关概念，列举了自然界中的科里奥利效应。
关键字：惯性力 科里奥利力 科里奥利效应
1、 引言
牛顿运动定律一直被人们广泛应用，其在动力学中有着不可撼动的地位，然而它只适用于惯性系。
在非惯性系中，牛顿运动定律并不适用。
为了在非惯性系中方便的解决力学问题，人们假象在该体系中，除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性系而引起的力——惯性力。
惯性力的引入使牛顿运动定律仍然可以在非惯性系中被用来解决力学问题。
同样的，人们在旋转体系中引入了科里奥利力，使得可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋系的处理方式。
2、 惯性力
惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，若是以该物体为坐标原点，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此称之为惯性力。
因为惯性力实际上并不存在，实际存在的只有原本将该物体加速的力，因此惯性力又称为假想力。
例如,设想有一静止的火车，车厢内一光滑桌子上放有一个小球，小球静止；现在火车开始加速启动，在地面上的人（显然他选用了一个惯性参考系——地面）看来，小球并没有运动，但是在火车上的人看来，小球沿着与火车运动方向
相反的方向在运动，且加
速度和火车的加速度大小相等，方向相反（如图）。
以火车为参考系，小球处于一个非惯性系中，于是
我们引入一个惯性力F*，
这样就可以从形式上解释
火车上的人观察到的现
象。
这只是为了能在非惯性系里面运用牛顿运动定律研究问题，事实上惯性是物体本身的性质，而不是力。
3、 科里奥利力
旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛顿力学为基础的。
例如，一人A 在某圆盘中扔出小球，若圆盘静止，人B 可接到A 扔出的球；若圆盘以一定角速度转动转动，A 扔出的球可到达B ’点，B 接不到A 扔出的球（如图）。
为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力（图中Fc ）。
在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性，有沿著原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以 a a Fn G F* F*=ma
旋转体系的视角
生一定程度的偏
离。
如上图所
示，当一个质点
相对于惯性系做
直线运动时，相
对于旋转体系，
其轨迹是一条曲
线。
立足于旋转
体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这就是科里奥利力。
根据牛顿力学的理论，以旋转体系为参照系，这种质点的直线运动偏离原有
方向的倾向被归结为一个外加力的作用，这就是科里奥利力。
从物理学的角度考
虑，科里奥利力与离心力一样，都不是真实存在的力，而是惯性作用在非惯性系
内的体现。
科里奥利力的计算公式如下:
F = 2m v'×ω
式中F为科里奥利力；m为质点的质量；v'为相对于静止参考系质点的运动速度
（矢量）；ω为旋转体系的角速度（矢量）；×表示两个向量的外积符号（v'×ω ：
大小等于v*ω*sinθ ,方向满足右手螺旋定则）。
4、自然界中的科里奥利效应
科里奥利效应（Coriolis force)，是地球自转偏向力，指的是由于地球沿着
其倾斜的主轴自西向东旋转而产生的偏向力，使得在北半球所有移动的物体包括
气团等向右偏斜，而南半球的所有移动物体向左偏斜的现象。
在自然界中，存在这许多科里奥利现象。
从热带向北流动的一阵风或一般海流，
起初随着地球的旋转，从西向东转动得非常快。
当它向北流动时，它保持着它
的速度，而地表的运动速度却越来越小。
因此，风或海流就会超过地表，并且越
来越向东沿着曲线前进。
最后，风或海流就在北半球顺时针方向划一个大圆圈，
而在南半球则反时针方向划一个大圆圈。
正是这种造成曲线运动的科里奥利效
应，在更加集中（因而更加有力）时，就会形成飓风，如果还要更加集中和更
加有力，就会形成龙卷风。
下面介绍几种自然界中的科里奥利效应：
1.大气环流：大气运动的能量来源于太阳辐射，气压梯度力是大气运动的源动力。
全球共有赤道低压带，南、北半球纬度30°附近的副热带高压带，南、北半
球纬度60°附近的副极地低压带，南、北半球的极地高压带等七个气压带。
气压带之间在气压梯度力和地转偏向力的作用下形成了低纬环流圈、中纬环流
圈和高纬环流圈。
由于受地转偏向力的作用，南北向的气流却发生了东西向的
偏转。
北半球地面附近自北向南的气流，有朝西的偏向。
在气压带之间形成了
六个风带，即南、北半球的低纬信风带，南、北半球的中纬西风带，南、北半
球的极地东风带。
2.气旋和反气旋：气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化
的重要天气系统。
在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直
对准低气压中心流动，也不是沿辐射方向从高气压中心流出。
低气压的气流在
北半球向右偏转成按逆时针方向流动的大旋涡，在南半球向左转成按顺时针方
向流动的大旋涡，大气的这种流动很象江河海流中水的旋涡，所以又叫气旋。
夏秋季节，在我国东南沿海经常出现的台风，就是热带气旋强烈发展的一种形式。
高气压的气流在北半球按顺时针方向旋转流出，在南北半球按逆时针方向旋转流出，高气压的这种环流系统叫反气旋。
3.柏而定律：该定律是自然地理中一条著名的、从实际观察总结出来的规律，即
北半球河流右岸比较陡削，南半球则左岸比较陡削。
这可以由地转偏向力得到说明，北半球河水在地转偏向力作用下，对右央求冲刷甚于左岸，长期积累的结果，右岸比较陡峭。
5、结束语
通过以上分析，我们可以看到，惯性力和科里奥利力的引入，让我们在解决非惯性系下的力学问题是变的简洁明了。
并且实际生活中，存在中惯性力和科里奥利力的应用非常多。
比如，游乐场的的过山车，大转盘等等。
在我们轻松娱乐的时候，就可里感受到非惯性系下的力学效应。
日常生活的多多留心，可以使我们更好的理解惯性力的神奇之处。
6、附录：参考文献
/view/732674.htm
/view/69408.htm
/view/859.htm。