万有引力定律与潮汐现象
海洋涨潮规律

海洋涨潮规律海洋涨潮是地球上一种普遍现象,具有规律性。
涨潮与退潮交替出现,形成了海洋的潮汐现象。
潮汐是一种由引力引起的现象,主要由月球和太阳引力对地球的作用所导致。
涨潮的规律性是由多种因素共同作用引起的,包括月球引力、太阳引力、地球自转和地形的影响。
首先,月球引力是导致海洋涨潮的重要因素之一。
月球质量较小,靠近地球,其引力对地球的作用非常明显。
根据万有引力定律,月球对地球的引力与地球表面距离的平方成反比。
在月球所引起的引力作用下,地球表面的海洋产生了一个向月球方向的引力梯度,这就是潮汐力。
月球的引力产生的潮汐力是导致涨潮现象的主要原因之一。
其次,太阳的引力也对海洋涨潮起着重要的作用。
太阳质量大,距离地球远,其引力作用要弱于月球,但同样会对地球的潮汐产生一定的影响。
太阳的引力也会生成一个向太阳方向的引力梯度,使得地球表面对太阳的引力与地球表面对月球的引力之间存在一个差异,进而产生涨潮现象。
另外,地球自转也是导致海洋涨潮的重要因素之一。
地球自转引起了地球上大气运动和海洋运动,形成了一种类似涡旋运动的潮汐现象。
地球的自转使得潮波随着地球表面的运动而移动。
这种潮汐运动一般沿着维度线运动,形成了连续的涨潮和退潮现象。
此外,地形的影响也会对涨潮规律产生一定的影响。
地球上的陆地和海洋分布不均匀,而地形的不同又会对海洋涨潮产生影响。
对于开阔的海洋而言,涨潮和退潮过程比较规律,有明确的涨潮和退潮时刻。
但是对于海岸线弯曲的地区,如海湾、峡湾和河口等地,涨潮过程则会更加复杂。
海洋的涨潮规律受到地形特点的影响,会产生更加复杂的涨潮过程。
总结起来,海洋涨潮规律是由月球引力、太阳引力、地球自转和地形等因素的共同作用而形成的。
这些因素相互作用,使得潮汐运动呈现出一定的规律性。
在开阔的海洋空间中,涨潮和退潮过程一般较为规律,有明确的涨潮和退潮时刻。
但在地形复杂的地区,潮汐现象会更加复杂。
海洋涨潮规律的研究不仅有助于我们认识和理解地球的自然规律,也对海洋资源的开发利用和环境保护起到重要的指导作用。
月球如何影响潮汐

月球如何影响潮汐潮汐是指海洋中水位的周期性变化,它是由月球和太阳的引力对地球上的水体产生的。
在这两者中,月球对潮汐的影响更为显著。
本文将详细介绍月球如何影响潮汐的原理和过程。
一、引力的作用月球对地球的引力是潮汐形成的主要原因。
根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量和距离有关。
月球质量较小,但距离地球较近,因此它对地球上的水体产生的引力要比太阳大得多。
二、潮汐的形成月球的引力作用下,地球上的水体受到拉扯,形成了潮汐。
具体来说,月球的引力使得地球上的水体产生一个向月球方向的凸起,同时在地球的另一侧也形成了一个凸起。
这两个凸起分别称为高潮和低潮。
三、潮汐的周期月球绕地球运动一周的时间为约27.3天,这也是潮汐的周期。
在这个周期内,潮汐会经历两次高潮和两次低潮。
每次高潮和低潮之间的时间间隔约为6小时。
四、潮汐的类型根据月球和太阳的相对位置,潮汐可以分为大潮和小潮。
当月球、太阳和地球处于一条直线上时,它们的引力相互叠加,形成了大潮。
而当月球、太阳和地球形成一个直角时,它们的引力相互抵消,形成了小潮。
五、潮汐的变化潮汐的高度和强度会随着月球和太阳的位置变化而发生变化。
当月球和太阳靠近地球时,它们的引力作用更强,潮汐的幅度更大,这被称为春潮。
而当月球和太阳远离地球时,它们的引力作用较弱,潮汐的幅度较小,这被称为弛潮。
六、潮汐的影响潮汐对海洋生态系统和人类活动都有重要影响。
首先,潮汐是海洋生态系统中的重要驱动力,它影响着海洋生物的繁殖、迁徙和捕食行为。
其次,潮汐也对渔业和航运等人类活动产生影响。
渔民可以根据潮汐的变化选择最佳的捕鱼时间,而船只的进出港口也需要考虑潮汐的高低。
七、潮汐的利用潮汐还可以被利用为可再生能源。
潮汐能发电是一种利用潮汐能量转化为电能的技术,通过建设潮汐发电站,可以有效地利用潮汐能源,减少对传统能源的依赖。
总结起来,月球通过引力的作用对地球上的水体产生影响,形成了潮汐。
潮汐的周期、类型和变化都与月球和太阳的相对位置有关。
半日潮型潮汐现象的受力分析

半日潮型潮汐现象的受力分析根据牛顿第三定律,潮汐现象必然是由地球引力和月球引力相互作用产生的。
但是,为了更深入地了解半日潮型潮汐现象的受力分析,需要先了解以下几个概念。
1. 引力:引力是指两个物体之间产生的吸引力或推力,是万有引力定律的基本概念。
2. 潮汐力:潮汐力是指月球或太阳对地球潮汐的引力。
3. 潮汐力的大小:潮汐力的大小取决于引力的大小、距离和物体的质量。
4. 虚位力:虚位力是一种惯性力,是物体在旋转坐标系上运动惯性导致而出现的力。
现在我们可以开始构思半日潮型潮汐现象的受力分析了。
1. 地球与月球间的引力牛顿第三定律告诉我们,当地球和月球之间相互吸引时,地球的引力也同时作用于月球,近似于一个万有引力。
二者之间的相互作用是以中心力的方式来作用的,即相互作用的方向是这两个天体之间的连线方向,大小取决于这两个物体的质量、距离和质心的位置。
2. 潮汐力的作用月球的引力对地球的引力产生的大小与地球分离路径垂直。
由于地球和月球之间的距离更近,月球的引力更强,因此月球对地球的潮汐引力同样更大。
由于地球和月球之间的吸引力差异,潮汐力会总是拉着地球上的物体向月球的方向。
这种内外差异使地球的表面产生了潮汐现象,因为地球表面所受到的作用力大小不同而导致地表物质受到潮汐力的铰扰和变形,进而产生潮汐现象。
3. 虚位力的作用当我们凝望月亮时,我们看到它往返地球的轨迹,事实上地球和月球是围绕一个共同旋转中心在运动。
由于地球的自转,它与月球之间的相对位置不断变化,这种变化导致了地球上不同地区所受到的引力差异。
因此,该系统也受到来自虚位力的作用,这种作用会导致地球表面物质的产生与月球相反的倾向性,进一步加剧了潮汐现象。
总的来说,半日潮型潮汐的现象是由地球和月球之间的相互引力、潮汐力和虚位力共同作用导致的。
这种现象对于地球上的人类和动植物有着广泛的影响,可以帮助我们规划海洋活动、预测自然灾害以及生产渔业等方面的活动。
月亮的引力:潮汐的原因

月亮的引力:潮汐的原因月亮在地球的天空中璀璨而神秘,作为我们唯一的自然卫星,它在宇宙中的地位不可或缺。
尽管月球的存在给我们的夜空增添了无限魅力,但它的真正作用却远不止于此。
月亮对地球的引力作用直接导致了潮汐现象,这是一个自然界中复杂而又美妙的过程。
本文将详细探讨月亮引力的基本原理,以及如何通过这一机制解释潮汐的形成、变化和影响。
月亮与地球的引力关系引力是宇宙中最基本的自然力之一,任何两个物体之间都有相互吸引的力量。
这一原则同样适用于月亮与地球之间。
月亮与地球之间的引力关系可以用万有引力定律来解释:[ F = ]公式中,( F ) 是引力,( G ) 是万有引力常数,( m_1 ) 和( m_2 ) 分别代表地球和月亮的质量,而 ( r ) 是它们之间的距离。
月球虽然小于地球,却依然拥有巨大的质量(约为地球质量的1/81),因此能施加足够强大的引力。
这种引力并不均匀,因而导致了海洋水体的不均匀运动。
特别是在月亮正上方,水面受到更强的吸引,形成了一个被称作“潮汐隆起”的现象。
而在地球另一侧,由于月亮对地球的吸引力减弱,海洋水位也出现相对上升。
在一个地方观测潮汐时,可以发现海平面的变化不是线性的,而是周期性波动。
这样的上下波动便是我们所熟知的潮汐。
潮汐是如何形成的潮汐现象主要由两种相对位置所决定:月亮的位置和地球自转。
具体而言,在一个24小时周期内,地球自转使其表面的大部分区域经历两次高潮和两次低潮。
潮涨与潮落高潮:当月亮位于某一地区的真上方时,这一地区水面因为强烈受到月亮引力而达到最高水平即高潮。
低潮:当水体远离月亮的一侧,由于万有引力相对于水体较远,水面则下降至最低水平,即形成低潮。
由于地球自转一周大约需要24小时,因此,观测者通常每12小时会经历一次高潮和一次低潮。
这种规律性使得潮汐现象成为研究天文学、海洋学及气候变化的重要基础。
双重潮汐模型除了月亮外,太阳同样通过其巨大质量影响着潮汐。
尽管太阳距离地球远一些,其施加在海洋上的引力仍不容忽视。
潮汐现象

相关遐想
许多学者都探讨过这一问题,提出过一些假想。古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样,也要呼吸,潮汐就 是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的,就像人的心脏跳动一样。我国晋朝有人则认为,海水 的定期涨落是因为有一条无比巨大的海生动物定期出入海宫而造成的。
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2012年力学界出现了新颖的确切定义,即重力是万有引力与惯性力的合力。用重力的新定义能准确地解释潮 汐的成因。在不考虑其他星球的微弱作用的情况下,月球和太阳对海洋的引潮力的作用是引起海水涨落的原因。 引潮力又是怎样的一种力呢?在物理学看来,在非惯性系下,引潮力是月球的万有引力和与之对应的惯性力,还 有太阳的万有引力和与之对应的惯性力等四种力的合力。有的资料提到“离心力”也是引潮力的分力之一,物理 学中有离心现象的提法,却没有“离心力”的概念和定义。不过“离心力”的本意正是惯性力。
满月和新月时,太阳、地球、月亮处于同一线上,此时地球受到的太阳引力和月球引力正好处于两个相反的 方向或同一方向,于是此时海洋涨潮达到最高潮 。
天文意义
潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面垂直方向涨 落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。一般正对着月亮的地方引潮力就大,而背对着月亮的海水所受 引潮力变小,又因离心力变大,海水在离心力的作用下,向背对月亮那面跑,于是也会出现涨潮。
与人类的关系
潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象,它与人类的关系非常密切。 海港工程,航运交 通,军事活动,渔、盐、水产业,近海环境研究与污染治理,都与潮汐现象密切相关。尤其是,永不休止的海面 铅直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量,这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。
16关于潮汐的讲解与原理之涨潮和落潮的主要原因是

16关于涨潮落潮的讲解与原理涨潮落潮, 即所谓潮汐, 所月亮有关. 一般地说, 地球上月亮对着的一侧因为受到月球的引力, 所以水会涌起, 背着月亮的一侧因为月球对它向地心的引力最小, 所以水也会涌起, 这就是涨潮了; 而与月亮-地心连线垂直的地方, 水位最低, 这就是退潮了. 另外太阳对其也有一定影响. 当太阳, 月球, 地球近似直线时作用力最大, 这一般发生在农历的初一或十五, 有的地方称大潮; 而它们成直角时潮水涨落幅度最小, 就是小潮了.这是万有引力的原因。
地球的涨潮落潮是海水在月亮和太阳的引力的合力作用下的结果。
当着两个引力的合力朝向地球的表面时,该地区海水呈现为涨潮,同时,在地球的另一面则为落潮水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到离心力的作用,使它们有离开旋转中心的倾向,这就好象旋转张开的雨伞,雨伞上水珠将要被甩出去一样。
同时海水还受到月球、太阳和其它天体的吸引力,因为月球离地球最近,所以月球的吸引力较大。
这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力。
由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化,因此引潮力也在周期性变化,这就使潮汐现象周期性地发生。
涨潮是一种自然现象。
海水有涨潮和落潮现象,涨潮时,海水上涨,波浪滚滚,景色十分壮观;退潮时,海水悄然退去,露出一片海滩。
涨潮和落潮一般一天有两次。
海水的涨落发生在白天叫潮,发生在夜间叫汐,所以也叫潮汐。
中国古书上说"大海之水,朝生为潮,夕生为汐"。
在涨潮和落潮之间有一段时间水位处于不涨不落的状态,叫做平潮。
万有引力定律表明引力的大小和两个物体质量的乘积成正比,和它们之间距离的平方成反比。
太阳对地球的引力比月球对地球的引力要强大得多,但太阳的引潮力却不到月球的1/2。
这是怎么回事呢?原来引起海水涨落的引潮力(或称起潮力)虽然起因是太阳和月球的引力,但却又不是太阳和月球的绝对引力,而是被吸引物体所受到的引力和地心所受到的引力之差。
万有引力定律
万有引力定律编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
[1] 万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适的万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。
该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
中文名万有引力定律外文名Law of universal gravitation 表达式F=(G×M₁×M₂)/R²提出者艾萨克·牛顿提出时间1687年应用学科数学、自然哲学、物理学、自然学等适用领域范围物理学、自然学等推理依据编辑伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法。
布里阿德在1645年提出了引力平方比关系的思想.牛顿在1665~1666年的手稿中,用自己的方式证明了离心力定律,但向心力这个词可能首先出现在《论运动》的第一个手稿中。
一般人认为离心力定律是惠更斯在1673年发表的《摆钟》一书中提出来的。
根据1684年8月~10月的《论回转物体的运动》一文手稿中,牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。
万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比,是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年,花了整整20年的时间,才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概念的演化顺序,终于提出“万有引力”这个概念和词汇。
·牛顿在《自然哲学的数学原理》第三卷中写道:“最后,如果由实验和天文学观测,普遍显示出地球周围的一切天体被地球重力所吸引,并且其重力与它们各自含有的物质之量成比例,则月球同样按照物质之量被地球重力所吸引。
另一方面,它显示出,我们的海洋被月球重力所吸引;并且一切行星相互被重力所吸引,彗星同样被太阳的重力所吸引。
由于这个规则,我们必须普遍承认,一切物体,不论是什么,都被赋与了相互的引力(gravitation)的原理。
潮汐研究实验报告范文
潮汐研究实验报告范文1. 实验目的本实验旨在研究潮汐的形成原因及其规律,探讨潮汐与天体引力之间的关系,并分析潮汐对海洋生态系统的影响。
2. 实验原理潮汐是海洋中水位周期性升降的自然现象,其形成原因主要是地球与月球、太阳之间的引力互相作用。
根据牛顿万有引力定律,地球上的水分子受到月球和太阳的引力作用,会产生周期性的起伏运动。
3. 实验步骤1. 收集潮汐数据:在实验过程中,我们收集了相邻三天的潮汐数据,包括水位高度和时间。
2. 数据分析:通过对收集到的数据进行分析,我们计算了潮汐的振幅和周期,并绘制了相关的图表和曲线。
3. 探究引力关系:结合实验数据,我们对潮汐与月球、太阳之间的引力关系进行了讨论,进一步验证了实验原理。
4. 生态系统影响:我们还研究了潮汐对海洋生态系统的影响,并进行了解释和分析。
4. 实验结果与分析根据实验数据分析,我们得出如下结论:1. 潮汐的振幅和周期与地理位置有关,不同地域的潮汐规律存在差异。
2. 潮汐与月球之间存在显著的引力关系,月球的引力对潮汐的形成起到了重要作用。
3. 太阳的引力也会对潮汐产生影响,尤其是在春潮和大潮时期,太阳与月球的引力叠加效应导致潮汐振幅增大。
4. 潮汐对海洋生态系统有重要影响,它为海洋生物提供了适宜的生活条件,同时也对海岸线的侵蚀和沉积过程产生影响。
5. 实验总结通过本次实验,我们加深了对潮汐形成原因及规律的理解。
潮汐现象是世界上许多沿海地区的重要自然特征,对于海洋生态系统和人类活动都具有重要意义。
通过更深入的研究,我们可以进一步探索潮汐规律的变化和其它天体之间的关系,为改善沿海地区的生态环境和开展相关活动提供有效的参考。
6. 实验改进尽管本次实验取得了一定的成果,但由于实验条件的限制,还存在一些改进的空间:1. 潮汐数据的采集范围可以进一步扩大,包括更多地理位置和时间跨度的数据,以提高实验结果的准确性。
2. 可以结合模型和计算方法来对潮汐进行数学建模,从而更好地预测和解释潮汐现象。
海洋为什么会有潮汐现象
海洋为什么会有潮汐现象
潮汐现象与天体的运动密切相关。
引发海洋潮汐的引潮力来自地球绕地月公共质心公转所产生的公转惯性离心力与月球和太阳的万有引力的合力。
根据理论计算,来自天体的引潮力与天体的质量成正比,而与天体到地球中心的距离的三次方成反比。
太阳的质量为月球的2717万倍,但日地间距离平均约为月地间距的389倍,比较起来,月球引潮力约为太阳引潮力的2.17倍,约为金星近地时的2万倍,可见海洋潮汐的天体引潮力主要来自月球,其次是太阳,因此潮汐的运动周期主要由太阴日来推算。
至于地球上沿海各地有不同的潮汐类型分布,这与其所处的不同纬度以及当地地形等影响有关。
为什么月亮会对地球产生潮汐
为什么月亮会对地球产生潮汐月亮对地球产生潮汐是指地球上的海洋和大气受到月球引力的作用,产生的周期性差异性海平面变化现象。
这种现象是由于月球引力的作用所产生的,对地球上的海洋和大气产生了影响。
在本文中,我们将讨论月亮产生潮汐的原因以及其对地球的影响。
1. 引力的作用:月亮对地球上的海洋和大气产生潮汐的主要原因是月球对地球施加的引力。
根据万有引力定律,物体之间的引力是与它们的质量和距离相关的,月球作为地球的天体之一,通过引力对地球上的物质产生了作用。
2. 月球和地球的相互作用:地球上的海洋和大气受到月球引力的作用,这种引力会引起地球表面附近的水分子移动和变形。
根据地球上物质的运动规律,水分子在受到引力作用时,会沿着引力方向形成一个潮汐隆起。
随着月球的运动,这个潮汐隆起也会随之移动。
3. 月球的引力差异:月亮产生的潮汐不仅是因为月球对地球的引力,还因为月球的引力差异。
由于地球受到月球引力的作用,产生了地球和月球之间的引力差异。
这种差异引起了地球和月球之间的相对运动,进而导致了潮汐现象的发生。
4. 潮汐现象的周期性:由于地球和月球的自转和公转运动,潮汐现象在地球上呈现出一定的周期性。
根据月球相对于地球的位置和地球的自转周期,潮汐现象会随着时间的推移而有规律地变化。
例如,在月球和太阳形成一条直线时,即满月或新月时,潮汐变化最为显著。
5. 潮汐的影响:月亮对地球产生的潮汐现象对地球上的生态系统、海洋循环以及航运和渔业等活动产生了重要影响。
潮汐对海洋生物的繁殖、捕食和迁徙起到了调节作用。
潮汐还影响了潮间带生态系统的形成和演化。
在渔业和航运方面,人们也利用潮汐的变化来规划活动,例如选择适合出港的时间。
总结而言,月亮对地球产生潮汐的原因是其引力作用以及地球和月球之间的相互作用和引力差异。
潮汐现象在地球上呈现出一定的周期性,并对地球上的生态系统、海洋循环以及人类活动产生了影响。
我们通过对月亮潮汐的研究,可以更好地理解地球和宇宙间的关系,进一步认识自然界的复杂性。
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潮汐现象的诠释——万有引力定律的应用一、潮汐现象与万有引力定律潮汐是海水的一种周期性涨落运动。
潮汐现象,主要由于月球对海水的万有引力作用。
“潮者,据朝来也;汐者,言夕至也。
”(葛洪,公元281—361,东晋)。
一昼夜有两次涨起,两次跌落。
早上上涨的叫“潮”,晚上上涨的叫“汐”。
当水位上升到最高位置,叫高潮;当水位下降到最低位置,叫低潮。
相邻高潮与低潮的水位差,叫潮差。
二、月球引力对潮汐的影响我国公元2世纪的文献已记载月望(满月)之日十分壮观的海潮(枚乘《七发》,公元前140年)。
东汉王充在《论衡》中写道“涛之起也,随月盛衰,大小、满损不齐同。
”可见,我国古代,已知道潮汐与月球有关。
地球自转对潮汐没有影响。
在地球自转时,地球表面任一水质点都受到地心引力和地球自转产生的向心力的作用。
但对于地球上每一点来说,其大小和作用方向都是不随时间变化的,所以通常包括在重力的概念之中。
它们的作用只决定地球的理论状态,而对潮汐现象无影响。
因此,在引潮力分析中,可假定地球不自转。
地月系统绕其公共质点C做匀速圆周运动。
地球上任一点都受月球引力和绕地月系统公共质点C做圆周运动所需的向心力作用。
在地心处,月球引力,M地球的质量,m月球的质量,r月球中心到地球中心的距离。
对整个地球,月球引力等于向心力;在地球表面靠近月球的A 点,月球引力大于向心力;在地球表面远离月球的B点,月球引力小于向心力。
月球引潮力等于月球引力与向心力之差,即f=F -F。
在A点引潮力与月球引力相同,故称顺潮;在B点,引潮力与月球引力相反,故称对潮。
在DE两处,海水跌落。
使得地球表面的海水成一椭球,长轴与地心月心连线重合。
由于地球自转,同一地点,每日经过ADBE点,产生两涨两落的潮汐现象。
三、太阳引力对潮汐的影响太阳的引潮力,也可表示为f=F -F。
原理与月球引潮力相同。
四、潮汐的周期性日周期因为月球公转角速度仅为地球自转角速度的。
所以,一昼夜内可简单认为月球不动,只有地球自转,地球赤道面上各地依次经过ADBE点,产生两次高潮和两次低潮。
月周期分半月周期和月周期半月周期,是由月日地三者所处位置不同而产生的。
当朔、望月(农历初一、十五)时,月日地三个天体中心大致位于同一直线上,如图3所示,由于月球和太阳引潮力,所合成的引潮力在一个月之内最大,高潮特高,低潮特低,潮差最大,称为大潮。
当月相处于上下弦(初八、二十三)时,太阳、月球、地球三者位置形成直角,这时合成的引潮力最小,高潮不高,低潮不低,潮差最小,称为小潮。
每月两次大潮,两次小潮。
月周期,是由于月球绕地球旋转轨道是椭圆,当月球运动到近地点,引潮力要大一些,潮差也大一些,这时发生的潮汐为近地潮。
当月球运动到远地点,引潮力要小一些,潮差也小一些,这时发生的潮汐称远地潮。
年周期地球运动到近日点时的潮汐要比远日点产生的潮汐大10%左右。
它的变化周期为一年。
多年内月球的轨道在其长轴方向上不断变化,近地点也不断向东移动,周期8.85年。
因此,潮汐也有8.85年的长周期变化。
此外,由于黄白(黄指黄道,地球绕太阳公转的轨道;白指白道,月球绕地球公转的轨道)交点不断移动,其周期约18.61年,故潮汐还有18.61年的长周期变化。
五、产生潮汐的动力产生潮汐现象的原因,不是天体引力的本身,而是天体引力在地球上的不均匀分布造成的(用引潮力表示)。
引潮力比天体之间的万有引力小得多。
太阳引力大于月球引力,但月球引潮力却大于太阳引潮力。
因此,由月球造成的潮汐—太阴潮是主体;由太阳引起的潮汐—太阳潮是陪衬。
地球上的潮起潮落是月球引潮力和太阳引潮力二力合成的结果。
六、潮汐现象在教学中的应用在万有引力定律这一章的教学中。
如果时间容许,可以引导学生对潮汐现象进行研究;或者作为课外阅读材料,让学生课外时间阅读。
潮汐现象的研究。
研究了月球、地球、太阳三者的运动,和三者的位置关系,有利于学生对天体运动的理解。
研究了月球对地球的万有引力,及月球引力在地球上的分布不均,有利于学生对万有引力的理解。
地球上的潮起潮落是月球引潮力和太阳引潮力二力合成的结果,还涉及力的合成。
七、提高高中学生解决物理实际问题的能力在大多数情况下,传统物理教学及有关问题的训练,往往直接给出简化后的物理对象或物理图景,因而在问题的处理上,学生缺乏对物理对象和物理场景做理想化处理的方法和能力。
如何在教学中有意识地培养学生解决实际问题的能力呢?除了一般教学过程的普遍要求之外,还应该重点做好以下几项工作。
1.扩大学生的实际应用的知识面注意扩大学生的实际应用的知识面,以构成较为完整、丰富并排列有序的原材料库,便于学生在需要的时候有足够的“原型”可供选择、改造并使用。
陈述性知识在解决实际问题中的各个阶段都必不可少,在第一阶段(即审题阶段)尤为重要。
我们在教学内容上应更强调实际应用知识的学习。
这就要求学习的内容应在知识形成的环节上向两端拓展。
例如,在开始教“匀变速直线运动”的概念时,应提供一定数量的匀变速直线运动的实际模型,以形成学生良好的命题网络。
2.培养学生收集和处理信息的能力实际问题,提供信息“原始化”。
不仅提供有用信息,也提供无用信息。
要培养学生的选择、判断能力。
培养学生判断有用信息和无用信息的能力,选择对解题有用的信息来解题。
3.加强科学方法教育当我们解决实际问题时,物理的规律(包括定律、定理等)的正确使用是关键性的一步。
由于物理规律具有较高的抽象性,而在实际问题中各种关系错综复杂,往往还需要借助科学方法才能将实际问题与物理规律联系起来。
在物理研究中,理想化方法、等效法、类比法、图像法等是较常用的科学方法。
当然,高中学生解决实际问题的困难是多方面的。
教学过程中,注意扩大学生的实际应用的知识面,培养学生收集和处理信息的能力,加强科学方法教育,加强应用性知识的教学,建立与实际生活的紧密联系,不断培养学生优良的物理思维品质,物理教学就会越来越生动,就一定会使更多的爱学物理,喜欢学物理,以至更会学物理。
高中一年级学过万有引力后,有学生问:“我们地理课中讲到海水的潮汐是由于万有引力引起的,请老师跟我们解释一下。
”对于这一问题,还得从天体的运动和万有引力来分析。
1什么叫做潮汐?潮汐是指海洋中的水按一定规律的涨落现象,白天海水的涨落称为“潮”,晚上海水的涨落称为“汐”。
潮汐主要是由于月亮和太阳对于海水的引力造成的。
但由于月亮距离地球较近,它绕着地球运动,海洋潮汐主要是月亮的影响为主,太阳的影响相对小一些。
海洋的潮汐跟航海业、海洋渔业和国防有着密切的关系;海洋的潮汐可以产生巨大的能量,世界各国已经利用或正在利用潮汐发电。
因此,研究和利用潮汐规律有着非常重要的意义。
2引潮力的产生我们主要分析月亮的引力而产生的引潮力,为了分析问题简单起见,假设地球表面全部被海水包围,且月亮和地球都是均匀球体。
质心都与其球心重合。
月亮绕地球转动,可以看作两球绕其公共质心C作圆周运动,如图1所示。
公共质心C的位置可这样确定:设地球的质量为M,月亮的质量为m,两球心相距O1O2=r,两球心相距公共质心O1C=r1,O2C=r2,则有Mr1=mr2,r1+r2=r。
因此得到r1=mr/(M+m),r2=Mr/(M+m)。
如果设地球的半径为R,又由r=60R,M=81m,代入上式得到,r1=3R/4 ,即公共质心c在地球内部,距离地心为3R/4 处。
如果研究海水中向着月面的A质点和背着月面的B质点,如图2所示。
设地球对两质点的引力分别为PA和PB,月亮对它们的引力分别为P A′和P B′,海水的支持力分别为N A和N B,绕公共质心转动的惯性离心力分别为F A和F B,在转动平衡时,有N A+P A′+F A=P A,N B+F B=P B+P B′。
将上面两式整理得N A=P A-(F A+P A′),N B=P B-(F B-P B′)。
其中(F A+P A′)和(F B-P B′)是惯性离心力与月亮引力的合力。
若此合力为零,则不会出现潮汐现象,海水的涨落就是由这个合力造成的。
因此,这个合力被称为引潮力。
显然,A质点所受的引潮力方向是指向月亮而背离地球的。
对于B质点所受的引潮力方向,我们作以下分析:设地球和月亮绕公共质心C转动的角速度为ω,A和B的转动半径为r AC和r BC,取质点A 和质点B具有相等的质量Δm,则有F A=Δmr ACω2和F B=Δmr BCω2。
由前面的计算可知r AC=3R/4 ,rBC=7R/4 ,得到F A<F B。
另一方面,可以认为地球各个质元Δm 所受到的惯性离心力的合力等于月亮对地球的引力,即F合=GmM/r2=GmΣΔm/r2。
式中G为万有引力常数,地球的各个质元Δm所受的惯性离心力平均值为f=GmΔmr/2。
对上面几个力比较,我们得到F A<f和F B>f>P B′。
则质点B所受的引潮力方向也是背离地球的。
可见,无论是面向月亮还是背向月亮的海水,都要受到背离地球的引潮力的作用而形成海水高峰。
A点的海水高峰叫顺潮,B点的海水高峰叫对潮。
我们如果对图2中的D、E两点进行分析,可以得到其引潮力是指向地球内部的,则D、E两处的海水会形成低谷。
同理,如果对于地球和太阳进行分析,它们绕其公共质心转动,相应的惯性离心力与太阳引力的合力,就构成太阳的引潮力。
虽然太阳的质量比月亮大,但太阳离地球的距离远远大于月亮离地球的距离,所以太阳的引潮力要比月亮的引潮力小很多,潮汐现象主要是由于月亮的引潮力起着决定性作用。
3潮汐现象的规律由于地球的自转。
地球上的各个点要依次经过图2中的A、B、D、E的位置。
这就是同一地点的海水,每天要涨落两次的原因。
潮汐又有大潮和小潮、近地潮和远地潮、近日潮和远日潮,都是由于引潮力的变化而产生的。
大潮和小潮是由于太阳引潮力的影响而形成的。
当太阳、地球和月亮运动到同一直线时,如图3所示,太阳和月亮的引潮力叠加,海水所受到的引潮力最大,以致海水高峰最大,称为大潮。
大潮总是出现在农历的初一(新月)和十五(满月)左右。
当农历的初七、初八(上弦)和廿三、廿四(下弦)时,太阳、地球和月亮的相对位置几乎构成一个三角形。
这时月亮的引潮力被太阳的引潮力抵消了一部分。
海水所受到的引潮力最小,因而形成的海水峰最小,称为小潮。
每次潮汐的大小,还与月亮或地球在其轨道上的位置有关。
实际上月亮绕地球运动的轨道是椭圆,地球位于此椭圆的一个焦点上。
因而在月亮运行的过程中,当月亮位于近地点时引潮力最大,称为近地潮;当月亮位于远地点时引潮力最小,称为远地潮。
同样,地球绕太阳运动的轨道,也有近日点和远日点。
与此相应,亦有近日潮和远日潮。
近日潮在一月初,远日潮在七月初。