臨沂大學(xué)附屬中學(xué)（276005） 朱愛(ài)華

“尋找”地轉(zhuǎn)偏向力

臨沂大學(xué)附屬中學(xué)（276005） 朱愛(ài)華

“水平運(yùn)動(dòng)物體的地轉(zhuǎn)偏向”是地球自轉(zhuǎn)的地理意義之一，成因不作教學(xué)要求，但其偏轉(zhuǎn)規(guī)律卻是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。每當(dāng)學(xué)到該內(nèi)容，總有一部分學(xué)生始終無(wú)法運(yùn)用地轉(zhuǎn)偏向力的規(guī)律去解決實(shí)際問(wèn)題，特別是對(duì)水平運(yùn)動(dòng)物體偏轉(zhuǎn)方向的判斷存在很大疑問(wèn)。為突破這一難點(diǎn)，我發(fā)動(dòng)學(xué)生到實(shí)際生活中“尋找”地轉(zhuǎn)偏向力，在“尋找”的過(guò)程中感悟、領(lǐng)會(huì)地轉(zhuǎn)偏向力的規(guī)律。

地轉(zhuǎn)偏向力；探究活動(dòng)；地理教學(xué)

一、活動(dòng)背景

現(xiàn)行高中地理教材必修一（魯教版）有：受地球自轉(zhuǎn)的影響，在地表作水平運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)方向有發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。北半球向其運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)偏轉(zhuǎn)；南半球向其運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)偏轉(zhuǎn)；沿赤道運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)方向不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種使水平運(yùn)動(dòng)物體方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的力，稱為地轉(zhuǎn)偏向力。在地理環(huán)境中，地轉(zhuǎn)偏向力的作用實(shí)例很多。

“水平運(yùn)動(dòng)物體的地轉(zhuǎn)偏向”是地球自轉(zhuǎn)的地理意義之一，成因不作教學(xué)要求，但其偏轉(zhuǎn)規(guī)律卻是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。每當(dāng)學(xué)到該內(nèi)容，總有一部分學(xué)生始終無(wú)法運(yùn)用地轉(zhuǎn)偏向力的規(guī)律去解決實(shí)際問(wèn)題，特別是對(duì)水平運(yùn)動(dòng)物體偏轉(zhuǎn)方向的判斷存在很大疑問(wèn)。為突破這一難點(diǎn)，在新課學(xué)完之際，我發(fā)動(dòng)學(xué)生到實(shí)際生活中“尋找”地轉(zhuǎn)偏向力，也就是尋找、發(fā)現(xiàn)地轉(zhuǎn)偏向力存在的事實(shí)，在“尋找”的過(guò)程中感悟、領(lǐng)會(huì)地轉(zhuǎn)偏向的規(guī)律。號(hào)召發(fā)出后，立刻得到了全體同學(xué)的一致響應(yīng)，同學(xué)們紛紛表示愿意去實(shí)際生活中親自“找一找”。

二、活動(dòng)目的

1. 通過(guò)活動(dòng)，直接接觸地轉(zhuǎn)偏向力作用的各種事實(shí)，在心靈上獲得種種深刻的印象，以加深對(duì)地轉(zhuǎn)偏向力的存在及其偏轉(zhuǎn)方向、影響的認(rèn)識(shí)。

2. 通過(guò)活動(dòng)任務(wù)引導(dǎo)，培養(yǎng)問(wèn)題意識(shí)、合作意識(shí)以及探究意識(shí)，為以后地理合作探究活動(dòng)的開展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)會(huì)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(guò)活動(dòng)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然環(huán)境對(duì)人類活動(dòng)的影響，進(jìn)一步感悟“地理是生活中的地理”“地理是對(duì)終生發(fā)展有用的地理”的課程理念。

三、活動(dòng)要求

1. 每6人一組，全班分8個(gè)小組，每組設(shè)組長(zhǎng)、記錄員、匯報(bào)員各一名。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)總體組織和協(xié)調(diào)。

2.“尋找”之前，要集體研討，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，以保證尋找、觀測(cè)的有的放矢。如實(shí)際生活中，有哪些物體在作水平運(yùn)動(dòng)？這些物體的水平運(yùn)動(dòng)方向，受地轉(zhuǎn)偏向力作用后應(yīng)該有怎樣的表現(xiàn)？我們要尋找的這類水平運(yùn)動(dòng)物體，在學(xué)?；蜃∷車男┑胤娇赡艽嬖?？我們要尋找的目標(biāo)證據(jù)是什么？電視、互聯(lián)網(wǎng)、報(bào)刊雜志等報(bào)道、登載的一些現(xiàn)象，哪些也與地轉(zhuǎn)偏向力有關(guān)？

3. 觀測(cè)要細(xì)致，記錄要詳實(shí)，分析要準(zhǔn)確到位。附觀測(cè)記錄表，如下。

觀測(cè)地點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間作用案例觀測(cè)描述小組成員記錄人

4. 無(wú)論是外出實(shí)地考察還是上網(wǎng)搜尋等探究活動(dòng)，一定要遵守有關(guān)規(guī)定，注意人身、財(cái)物安全。

5. 兩周左右時(shí)間完成。

四、活動(dòng)展示與糾錯(cuò)

兩周后，每個(gè)小組都“找”到了不止一個(gè)的地轉(zhuǎn)偏向力作用案例，還有小組案例重疊現(xiàn)象，如沂河、祊河多處河段右岸比左岸深、臺(tái)風(fēng)云圖顯示的風(fēng)的旋轉(zhuǎn)方向，幾乎每個(gè)小組都“找”到了。各小組將尋找記錄的“結(jié)果”在全班一一展示匯報(bào)?！皩ふ摇苯Y(jié)果匯總整理如下。

1. 水漩渦的形成，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。在家中或?qū)W校的水池內(nèi)，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(yùn)動(dòng)軌跡），發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)水漩渦方向如圖1中B所示。這說(shuō)明，水在由中心向四周或由四周向中心水平流動(dòng)的過(guò)程中，方向發(fā)生了變化，都是沿運(yùn)動(dòng)方向向右偏轉(zhuǎn)。促使這水流方向向右偏轉(zhuǎn)的力，即是地轉(zhuǎn)偏向力。不過(guò)當(dāng)你打開水龍頭向水池注水或拔掉水池的橡皮塞時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)水流也并不是順時(shí)針（注水）或逆時(shí)針（放水）旋轉(zhuǎn)流走的，因?yàn)樗鬟@樣短距離的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)形態(tài)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(shuō)明：圖中虛線是表層水的原始流動(dòng)方向，實(shí)線是水的實(shí)際流動(dòng)方向。當(dāng)向桶中注水時(shí)，水從注水點(diǎn)向四周流動(dòng)，北半球在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下右偏，漩渦呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。放水時(shí)表層水都流向下層出水點(diǎn)，北半球在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下右偏，漩渦呈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

2. 學(xué)校附近沂河、祊河的多處平直河段右岸比左岸深，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)沂河、祊河平直河段，多處劃船（要求水較深）等娛樂(lè)活動(dòng)都在沿水流方向的右岸，如2011年世界杯劃水賽（臨沂站）活動(dòng)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(dòng)則較少。說(shuō)明平直河段，右岸水較深，左岸水較淺，這是地轉(zhuǎn)偏向力作用的結(jié)果。

3. 從轉(zhuǎn)動(dòng)的傘面（或地球儀）中心滴下的墨水，運(yùn)動(dòng)軌跡呈曲線，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。在傘面中心（或地球儀上的北極點(diǎn)）沿某根“經(jīng)”線滴一滴藍(lán)墨水，墨水沿“經(jīng)”線流動(dòng)；重復(fù)前面操作，同時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)傘面（或自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀），觀察藍(lán)墨水運(yùn)動(dòng)軌跡，會(huì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)墨水運(yùn)動(dòng)軌跡不斷向右偏轉(zhuǎn)。這證明北半球地球逆時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)，水平運(yùn)動(dòng)物體方向右偏，如圖2。南半球應(yīng)相反（左偏）。

圖2 轉(zhuǎn)動(dòng)傘面上的墨水運(yùn)動(dòng)軌跡

圖示說(shuō)明：圖中虛線是藍(lán)墨水的原始流動(dòng)方向，實(shí)線是藍(lán)墨水的實(shí)際流動(dòng)方向。

4. 鐵軌右軌內(nèi)側(cè)磨損嚴(yán)重，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。經(jīng)過(guò)對(duì)臨沂火車站附近鐵軌的實(shí)地觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)右軌比左軌內(nèi)側(cè)磨損嚴(yán)重。原因是火車在行走過(guò)程中，受到北半球向右的地轉(zhuǎn)偏向力，對(duì)右軌的擠壓力大，時(shí)間久了，右軌出現(xiàn)比左軌磨損嚴(yán)重的情況。

5. 植物秧藤的纏繞方向，多是順時(shí)針向上纏繞，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。走進(jìn)校園紫藤花廊，走進(jìn)大自然，走進(jìn)菜園子，仔細(xì)觀察紫藤花的“藤”，黃瓜、絲瓜的“秧”，葡萄架上的“須”，發(fā)現(xiàn)它們的纏繞方向大多是順時(shí)針?lè)较蛳蛏侠p繞的。說(shuō)明這些秧藤受到了北半球向右的地轉(zhuǎn)偏向力的影響。

6. 臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)上升，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力。從電視天氣預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)、臺(tái)風(fēng)云圖中可以看出，臺(tái)風(fēng)是一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)的。旋轉(zhuǎn)的臺(tái)風(fēng)是地轉(zhuǎn)偏向力作用的結(jié)果。同樣，常出現(xiàn)在操場(chǎng)、樓道中的小旋風(fēng)，陸地上的龍卷風(fēng)，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)它們都是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)上升的（北半球），這也是地轉(zhuǎn)偏向力作用的結(jié)果。圖3是國(guó)際空間站宇航員邁克-弗薩姆拍攝到的“卡蒂亞”颶風(fēng)云圖，圖4為北半球陸上的龍卷風(fēng)圖。從圖中不難看出，無(wú)論是臺(tái)風(fēng)還是龍卷風(fēng)，北半球都是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)上升的。

圖3 “卡蒂亞”颶風(fēng)云

圖4 北半球陸地龍卷風(fēng)

7. 射擊場(chǎng)上，一般瞄準(zhǔn)目標(biāo)左側(cè)射擊，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律。據(jù)當(dāng)過(guò)兵的叔叔說(shuō)，遠(yuǎn)距離瞄準(zhǔn)目標(biāo)射擊時(shí)，朝向目標(biāo)稍偏左些的位置，命中率更高。這是因?yàn)槲覈?guó)地處北半球，子彈受到沿運(yùn)動(dòng)方向偏右的地轉(zhuǎn)偏向力的作用，到達(dá)目標(biāo)時(shí)會(huì)稍偏右一些。所以我們瞄準(zhǔn)目標(biāo)射擊時(shí)，朝向目標(biāo)稍偏左些的位置，命中率會(huì)更高。不過(guò)，近距離運(yùn)動(dòng)的物體，地轉(zhuǎn)偏向很小。如從場(chǎng)地一邊把籃球拋到另一邊的運(yùn)動(dòng)員，若考慮地轉(zhuǎn)偏向力的影響則需要調(diào)整自己投球的偏移量?jī)H為1.3厘米。

某小組提供的案例：在一戰(zhàn)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(shí)，懊惱地發(fā)現(xiàn)炮彈總是向右偏離目標(biāo)。此前，他們從沒(méi)擔(dān)心過(guò)地轉(zhuǎn)偏向力的影響，因?yàn)樗麄儚臎](méi)有這樣遠(yuǎn)距離的開火。

8. 跑道上的跑行方向，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律。我們發(fā)現(xiàn)上體育課、運(yùn)動(dòng)會(huì)或鍛煉時(shí)，人們總喜歡沿逆時(shí)針?lè)较蚺苄?，如圖5。這應(yīng)該是北半球地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律在實(shí)際生活中的體現(xiàn)。

圖5 跑行方向與作用力

圖示說(shuō)明：A同學(xué)是逆時(shí)針?lè)较蚺?，正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉(zhuǎn)偏向力向外，而身體傾斜產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的向心力，二力方向相反，更易平衡，過(guò)彎道處不易跌倒。B同學(xué)是順時(shí)針?lè)较蚺?，也正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉(zhuǎn)偏向力和身體傾斜產(chǎn)生的向內(nèi)的向心力方向相同，不易平衡，過(guò)彎道處容易跌倒。

人類的發(fā)源地都在北半球，人們長(zhǎng)期受地轉(zhuǎn)偏向力的影響形成了這一習(xí)慣，所以哪怕到了南半球，人們還是習(xí)慣于這樣的行為。

9. 風(fēng)扇等機(jī)械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)方向大多都是順時(shí)針，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律。觀察我們（北半球）所見(jiàn)到的電扇、電機(jī)、柴油機(jī)、水輪機(jī)等，大多都是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，這也應(yīng)該是北半球地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。如圖6。

圖6 機(jī)械設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向與作用力

圖示說(shuō)明：從圖上可以看出，在北半球順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)（左圖），地轉(zhuǎn)偏向力指向軸心，由于物質(zhì)的向心作用，使機(jī)械設(shè)備更耐用、更牢固。而逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)（右圖）時(shí)，地轉(zhuǎn)偏向力指向外，由于物質(zhì)的離心運(yùn)動(dòng)，機(jī)械設(shè)備易損壞，使用壽命縮短。

10. 我國(guó)車輛、行人靠右行，蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律。觀察車輛和行人的行駛習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)我國(guó)車輛、行人皆靠右行，符合地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律，靠右行比靠左行更科學(xué)。如圖7。

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圖7 行駛方向與作用力

圖示說(shuō)明：A圖為靠左行，北半球車輛在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下右偏，都偏向道路中間，更容易與對(duì)面駛來(lái)的車輛相撞，發(fā)生車禍的頻率增加。B圖為靠右行，北半球車輛在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下右偏，都偏向路邊。路邊是司機(jī)開車注意力的集中點(diǎn)，司機(jī)會(huì)不斷調(diào)整方向來(lái)保證行車安全。車輛靠右行，導(dǎo)致人也靠右行，這樣會(huì)更安全些。不過(guò)，不是北半球所有國(guó)家或地區(qū)的車輛、行人都靠右行，但靠右行是最為合理的，因?yàn)樗系剞D(zhuǎn)偏向規(guī)律。

在各小組展示的“尋找”結(jié)果中，絕大部分都符合活動(dòng)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(diǎn)總比目標(biāo)點(diǎn)偏東些（如圖8）。這是否蘊(yùn)含地轉(zhuǎn)偏向力？該案例不是地轉(zhuǎn)偏向力作用的結(jié)果。一方面，地轉(zhuǎn)偏向力只與水平運(yùn)動(dòng)的物體有關(guān)，與非運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)的物體無(wú)關(guān)。另一方面，無(wú)論南北半球該實(shí)驗(yàn)結(jié)果都相同，也無(wú)法區(qū)分南北半球地轉(zhuǎn)偏向的差異。該現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于地球自西向東自轉(zhuǎn)，高空處物體向東的自轉(zhuǎn)線速度大。由于受到一個(gè)向東的慣性作用，圖中實(shí)際落地點(diǎn)B比目標(biāo)地A偏東一些。

圖8 自由落體落地點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)

2. 臨沂沂河、祊河彎曲河段多處左岸比右岸深，是否是地轉(zhuǎn)偏向力向左？在河流轉(zhuǎn)彎處，地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)河流的影響很小，主要是流水的慣性在起作用。一般來(lái)說(shuō)，凹岸處流水的慣性沖刷作用強(qiáng)，水深較深，所以在河流凹岸處常建設(shè)碼頭；而凸岸一般泥沙淤積較嚴(yán)重，水淺，地勢(shì)往往也開闊，發(fā)展空間大。所以居民點(diǎn)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(zhuǎn)偏向力作用的結(jié)果。只有平直河段，地轉(zhuǎn)偏向力作用才表現(xiàn)明顯。

圖9 碼頭、居民點(diǎn)的選建

3. 河流中的水漩渦（洪水期間更常見(jiàn)），都是地轉(zhuǎn)偏向力的原因？

圖10是外出拍到的沂河中的一個(gè)水漩渦，這個(gè)水漩渦與地轉(zhuǎn)偏向力有關(guān)嗎？注意圖中的水漩渦，是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的，它不符合北半球地轉(zhuǎn)偏向規(guī)律。實(shí)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(xiàn)為同一河段既有順時(shí)針?lè)较蜾鰷u，也有逆時(shí)針?lè)较蛐郎u。

圖10 河流中的水漩渦

五、活動(dòng)小結(jié)與提升

1. 活動(dòng)層面

（1）通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生動(dòng)手能力得以提高，問(wèn)題意識(shí)、合作意識(shí)以及探究意識(shí)大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)地理的熱情空前高漲，這是活動(dòng)之始所沒(méi)想到的。

（2）積極參與“尋找”或成果展示的學(xué)生，大多為平時(shí)善于表現(xiàn)、成績(jī)相對(duì)較好的學(xué)生。出現(xiàn)爭(zhēng)議時(shí)，很多學(xué)生不是積極探尋、思考，而是在等待少數(shù)成績(jī)較好學(xué)生的結(jié)論，自主探究意識(shí)不強(qiáng)。以后的活動(dòng)中，教師要密切關(guān)注這種不公平現(xiàn)象，給予那些不善表現(xiàn)的學(xué)生以展示和分析探究問(wèn)題的機(jī)會(huì)。日常教學(xué)中，應(yīng)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、大膽質(zhì)疑的思維品質(zhì)。

2. 知識(shí)層面

學(xué)生通過(guò)實(shí)地觀察、親臨感知、查閱資料、合作探究、激烈辯論、深入思考，對(duì)地轉(zhuǎn)偏向力有了全面、深刻的理解。他們的感悟總結(jié)如下：

（1）地轉(zhuǎn)偏向中“左”或“右”，是相對(duì)于物體水平運(yùn)動(dòng)的方向（運(yùn)動(dòng)物體的去向）而言的，不是指人的左邊或右邊。

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

（3）對(duì)近距離運(yùn)動(dòng)的物體，地轉(zhuǎn)偏向力的表現(xiàn)會(huì)很不明顯。

（4）能表現(xiàn)出受地轉(zhuǎn)偏向力影響的，必須是水平運(yùn)動(dòng)的物體，非運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)物體方向的偏移與地轉(zhuǎn)偏向力無(wú)關(guān)。

（5）地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)氣流和水流水平運(yùn)動(dòng)的影響最明顯，而對(duì)人為控制方向的飛機(jī)、汽車、輪船等航向的影響表現(xiàn)不明顯。

（6）當(dāng)河流出現(xiàn)曲流時(shí)，因水流慣性，凹岸流水侵蝕大于地轉(zhuǎn)偏向侵蝕。

（7）地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)環(huán)境的影響，不是一朝一夕就能顯現(xiàn)出來(lái)的，是日積月累長(zhǎng)時(shí)間作用的結(jié)果，是靠水滴石穿般的毅力。

本文案例供同行討論。

（責(zé)任編校：朱楠）