第三章地球的运动.ppt

第三章地球的运动 地球的自转 地球的公转 第一节地球的自转 自转的发现及证明 自转的规律性 自转的后果 作业 地球自转的发现及证明 自转的证明 两极扁缩落体偏东傅科摆的偏转 天体的周日运动 日月星辰以日为周期在天球上绕地球自东向西运动的现象 上中天 下中天 两极扁缩 地球的赤道半径和极半径 赤道半径 6378km极半径 6357km 落体偏东 从高处下落的物体 并不垂直的降落到地面 点 而是稍稍偏向东方的 点 原因 物体的惯性使落体在下落过程中保持这一较大的速度 傅科摆偏转 原理 惯性使摆的摆动方向超然于地球自转 傅科摆实验 傅科摆的特点 特殊的悬挂装置 长摆绳 重摆锤 刻有度数的圆盘 傅科摆实验 1851年 傅科在巴黎万神庙用单摆成功的作了一次著名的实验 用以证明地球自转 图为万神庙外观 悬挂于大厅的傅科摆 摆绳长67米 摆锤重27千克 下方为直径 米的沙盘 地球真的在转动 傅科摆每经过一个周期的震荡 在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹 在直径6米的沙盘边缘 两个轨迹之间相差大约3毫米 地球真的是在转动啊 有的人不禁发出了这样的感慨 150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺现仍保存于巴黎万神庙大厅 地球自转的规律性 极移和进动 极移 两极在地表的移动各地经纬度的微小变化 方向 周期和速度 极移曲线 地轴进动 陀螺的进动 地轴以25800年为周期 以黄赤交角为角半径绕黄轴自东向西的旋转运动 速度 50 29 年 地轴 黄轴 地轴进动原因 地球的形状 黄赤交角 地球的自转 P 促使天轴向黄轴靠拢 惯性力图保持地轴的空间指向 地轴进动后果 天极的改变 极星的变迁 春分点的西移 极星的变迁 春分点的西移 周期 25800年速度 50 29 年方向 自东向西 地球自转方向 自西向东 练习 判断下列各图中地轴北端的指向或者地球自转方向 N 地球自转的周期 恒星日 某恒星连续两次通过某地上中天的时间间隔 恒星日 太阳日 1恒星日 23小时56分 1太阳日 24小时 太阴日 1太阴日 24小时50分 三种周期的比较 恒星日与太阳日的区别 太阳日比恒星日约长4分钟 在一个太阳日中 地球自转了360 59 恒星日与太阴日的区别 在1太阴日中 地球自转了373 38 太阴日比恒星日长54分钟 比太阳日长50分钟 三种周期的比较 地球自转速度 角速度 线速度 3600 自转速度的变化 单位时间内地球绕轴自转的角度 地球自转线速度 465m s 4万km 日 赤道上 在纬度 处 cos 在高度h处 地球自转速度的变化 长期变化 季节变化 不规则变化 月球对于地球的潮汐作用使地球自转不断减慢 日的长度大约在100年内增长 毫秒 气团的季节性移动造成的振幅约为20 25毫秒的季节变化 地球内部物质的移动或太阳活动的影响 没有一定规律 地球自转的后果 天体的周日运动 水平运动的左右偏转 不同天体的周日运动不同纬度的周日运动 不同天体的周日运动 恒星的周日运动是地球自转的单纯反映 旋轴方向周期 太阳的周日运动有地球公转的因素 月球的周日运动有月球公转的因素 思考 周期为太阳日 周期为太阴日 恒星周日运动反映了地球自转 思考 某恒星21 00位于某地上中天 第二天它位于该地上中天的时间是几点 月亮某日18 00位于某地上中天 第二天它位于该地上中天的时间是几点 不同纬度的周日运动 恒显星 出没星 恒隐星 举例 对于40 N来说 下列赤纬的天体属于哪类恒星 40 70 50 70 三类恒星的范围 高于90 的恒星 介于 90 之间 高于 90 的恒星 距离仰极 以内 天赤道两侧90 的距离内 距离俯极 以内 60 N所见的天体周日运动情况 天北极为仰极 天体的周日圈与地平圈呈30 角 赤纬高于 30 的北天天体为恒显星 赤纬在 30 之间的天体为出没星 赤纬高于 30 的南天天体为恒显星 水平运动的左右偏转 原因 科里奥利力地转偏向力F 2mv Sin 用经纬线的偏转解释运动偏向 地球上的方向是以经纬线为标准的 南半球 由于地球自转 经纬线的方向是变化的 惯性使物体力图保持原运动状态不变 作业 什么是地轴进动 其后果是什么 比较恒星日 太阳日 太阴日的区别 说明600N 300S 900S所见到的恒星周日运动情况 用经纬线的偏转解释地球上水平运动物体的偏向 78第7 9题 地球的公转 公转的后果 公转的规律 公转的证明 地球公转及其证明 视差位移位移路线位移大小 光行差位移及路线 恒星的视差位移 由于地球在轨道上的位移而引起的恒星的视位置在天球上改变的现象 视差位移路线 周年视差视差位移大小 周年视差 地球的轨道半径对恒星的最大张角 关于周年视差的确定 关于恒星周年视差的测定 哥白尼 恒星没有这种现象 周年视差 说明它们的距离太大 以至地球轨道同它们相比可以忽略不计 从而不能看到这种现象 开普勒 现在实验没有成功 不要紧 我相信将来一定能够成功 或早或晚 或许是明天 或许是百年之后 天文学家总有一天会找出地球绕太阳运动的证据来 最先测定的恒星的视差 最先测定的恒星的周年视差 白塞耳 1784 1846 德国著名的天文学家和数学家 1837年 白塞尔发现天鹅座61正在非常缓慢地改变位置 第二年 他宣布这颗星的视差是0 31弧秒 这是世界上最早测定的恒星视差之一 光行差位移 光行差位移 由于地球轨道速度对星光方向的影响 使恒星的视方向和真方向之间存在一定偏差的现象 光行差常数 光行差位移路线 地球公转的规律 轨道和方向 周期 速度 地球公转轨道 半长轴a 1 496 108km半短轴b 1 4958 108km近日距离 1 471 108km远日距离 1 521 108km 月初通过近日点 月初通过远日点 黄赤交角 近日点每年东旋11 近日点的东旋 近日点在轨道上不固定 东旋11 年 黄赤交角与地轴的倾斜 黄赤交角 P 地球公转的周期 恒星年 回归年 近点年 交点年 太阳在黄道上连续两次通过春分点的时间间隔 1回归年 365 2422日 岁差 比较 恒星年与回归年 3600 3600 50 29 四种年的比较 地球公转速度 平均速度 3600 3600 365 2564日 59 日 角速度 线速度 V 29 78km S 速度的变化 地球公转的后果 太阳的周年运动 行星同太阳的会合运动 太阳周年运动 太阳以恒星年为周期在黄道上自西向东的视运动 十二宫 方向周期路线 二十四气与黄道十二宫 行星与太阳的会合运动 行星轨道速度比较 会合运动周期 距日越近 速度越大 地内 地 地外 行星与太阳相对位置的变化 行星的逆行 行星轨道速度比较 如图 设两行星的公转周期分别为Ta Tb 公转速度分别为Va Vb 则Va 2 a TaVb 2