时间：2023-06-02 09:57:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地球自转方向，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.利用地球仪正确演示地球自转，并从各角度观察地球自转的基本特征，增强地理空间思维能力和想象力，培养实际操作和动手能力。
2.通过实验演示，观察并体会地球自转时各地的昼夜变化，从而理解各地时差，提高发现及加工地理信息的能力。
3.通过发现生活中与地球自转相关的地理现象，激发地理探究心理，初步养成求真、求实的科学态度。
教学重难点
教学重点：地球自转方向及产生的地理现象。
教学难点：学生通过日常现象及实验，推理、想象地球自转方向及自转产生的地理现象。
教学方式
本节利用拟人化手法虚拟了一个贯穿整体探究过程的情境――爱运动的“地球先生”。利用画外音的方式以“地球先生”的口气设疑并贯穿整节课，促使学生始终对教学内容保持高度的兴趣与关注，积极主动地进行探究活动。
利用充气地球仪作为道具模拟地球自转，增强空间想象力。实验演示“昼夜更替”这一内容，因考虑到并不能完全保证在暗室中进行，故由教师参与拍摄微电影的形式进行，进一步激发学生的兴趣与热情。
教学过程
1.课堂导入
情境：地球先生出场（配乐：《非诚勿扰》男士出场曲）。
教师引导：你们了解这位先生哪些方面呢？
学生活动：回忆旧知。
2.新课教学
活动1：区分自转与公转
情境：地球先生说：（画外音）“这是我平时和我的几位兄弟一起做运动时的视频，你们能找到我吗？观察一下我不停地在做几种运动呢？”
【展示】Flas：太阳系各行星运动及地球自转、公转
学生活动：观看动画，思考、讨论、尝试描述并区分地球的自转和公转运动。
【明确主题】“自转”运动
活动2：感受地球自转
情境：地球先生说：（画外音）“你们能感受到我在自转吗？”
【展示】Flas：太阳、月亮、星星的东升西落
学生活动：感受地球自转。
①在平时的生活中能感受到地球的自转吗？②与同组的同学交流。③每组选择1位同学在纸上画出各组的想法。④4分钟后将本组想法与大家分享。
【补充】傅科摆运行的GIF动画及相关资料
学生活动：观察傅科摆奇妙的运行轨迹，思考其与地球自转的关系。
共同总结：生活中我们可以通过一些地理现象感受“地球先生”的自转。
活动3：观察地球自转
情境：地球先生说：（画外音）“仔细观察，我怎样自转的？”
【展示】Flas：地球自转及弹跳球、摇摆球、足球
学生活动：判断地球自转中心。
①观察判断：判断地球自转方式与三种球体旋转方式是否相同，确认地球绕一个中心轴（地轴）旋转。
②模拟自转：1位学生用充气地球仪，模拟地球绕地轴自转，另1位学生观察，并指出模拟是否正确。
情境：地球先生说：（画外音）“如果你能在太空中看到我，请给我360°无死角的拍摄哦，仔细观察，看看我自转的方向是？”
【展示】Flas：地球自转（正视、俯视、仰视）
学生活动：三个角度观察地球自转方向。
①在北半球某地贴黄色，在南半球某地贴上蓝色。②1位学生自西向东匀速转动地球，另1位学生正视、俯视、仰视观察并说出观察到的自转方向，互换。③画出正视、俯视、仰视时自转方向。④推选2名代表。1名展示绘制的地球自转方向。另1名演示并说明。
教师引导：①教师利用地球仪演示地球自转，示范如何从三个角度观察地球自转
②利用钟表GIF动画解释“顺时针”“逆时针”
共同总结：自转方向是自西向东。从北半球看，逆时针旋转，南半球看，顺时针旋转。
情境：地球先生说：（画外音）“仔细观察，我自己旋转1圈需要花多长时间呢？”
【展示】Flas：太阳、月亮、星星的东升西落
学生活动：联系生活实际，回答。
活动反馈：地球先生：我一刻不停地绕着地轴自西向东地旋转，自转1圈需要1天。
活动4：观察地球自转产生的现象
情境承转：地球先生说：（画外音）“为了让大家了解我，我特意请朱导给我拍了一个微电影，名字叫‘我的一天’”。
（1）昼夜更替现象
【展示】微电影“我的一天”（教材活动题1模拟地球昼夜交替现象）
教师引导：从微电影中，地球先生自转运动让地球上的人们在一天的时间里经历了什么？
学生活动：观看微电影并思考（产生昼和夜）
【补充】晨昏线、晨线及昏线
情境：地球先生说：（画外音）“如果我是透明的，会发生什么呢？”
【展示】透明的地球
学生活动：观察并思考（预设：只有昼）
情境：地球先生说：（画外音）“如果我像太阳一样，自己会发光，会发生什么呢？”
【展示】发光的地球
学生活动：观察并思考（预设：只有白天没有夜晚，没有人类，没有动植物……）
情境：地球先生说：（画外音）“如果我哪天累了，不想自转了，又会发生什么呢？”
【展示】静止的地球
教师引导：是否有昼夜？地球任何地点是否能感受到昼夜交替现象？
学生活动：观察并思考（预设：有昼夜，但没有昼夜交替现象）
课堂反馈：因为我是一个不透明的球体，所以在任何时刻，阳光只能照亮我的一半。被太阳照亮的半球是白天（昼），未被照亮的半球是黑夜（夜）。更因为我不停的自转，所以生活在地球上的人们每天都经历着昼夜更替现象。
（2）时差
【情境承转】地球先生：（画外音）跟你们说件有意思的事情哦～今年7月14日下午16：00（巴西时），巴西世界杯决赛拉开战幕。而中国球迷和“伪球迷”们却为了看这场决赛而与睡神苦苦抗争着……
教师引导：为什么下午4：00球迷们会与睡神苦苦抗争呢？时差给人们的生活带来哪些影响呢？
学生活动：感受地球各地时间差异。思考（预设：因为我们和巴西存在时差）；分享生活中感受到的由于时差造成影响的例子。
【展示】酒店大堂不同时间的钟；香港股市下午3：00收盘；美国纽约回来后倒时差。
教师引导：时差产生原因
【提示】经度没相差15度，时间差1个小时。几个时间点：日出（晨）、中午、黄昏、子夜。
学生活动：①在地球仪上找到北京、开罗、纽约三个城市。
②将北京移动至晨线上，观察当北京为早晨6：00时，开罗和纽约的时间。
③1位学生自西向东匀速转动地球，另1位学生观察三座城市日出的先后顺序，并描述所看到的。
师生共同研讨：东边比西边先看到日出
【活动反馈】地球先生：因为我的自转，不同经度的地方会出现时差现象。东边地点要比西边地点早看到日出。
【课堂反馈】
你们已经了解了我喜爱的自转运动，下面，我来考考大家！
①从南极点仰视我，我在进行着顺时针转动。②因为我在一刻不停的自转，所以，地球上就有了昼夜。③南京青奥会开幕式是8月16日20：00，那时在摩纳哥运动员的家人们正准备起床。
学生活动：思考并判断真假
【课堂总结】
本节课，我们认识了这位爱运动的“地球先生”，认识了他喜爱自转运动。我们寻找证明他自转的证据，我们探讨他自转的规律，我们感受自转给我们带来的影响，我们将持续关注爱运动的他！
【拓展延伸】
①微电影：随处可见的自转影响力（实验：感受水的漩涡）②视频：科里奥利效应
（附件）
附件1：“我的一天”微电影
第1幕：教师手拿写字板，写字板上一张张呈现以下内容
微电影“我的一天”
导演：朱玲
编剧：教科书女士
演员：地球仪先生、手电筒女士
ACTION
第2幕：演示地球自转产生昼夜更替现象
（在地球仪上用红旗标注北京，以北京在晨线上为基准，进行自西向东旋转）
附件2：“随处可见的自转影响力”微电影
第1幕：教师手拿写字板，写字板上一张张呈现以下内容
微电影“我自转的影响力”
导演+编剧：朱玲
演员：水先生，小红纸片姑娘
ACTION
【教学目标】
1.知识与技能：理解沿地表水平运动物体的偏移规律；学生能运用地转偏向力解释一些自然现象。
2.过程与方法：通过运用雨伞模拟演示地球的自转运动，观察伞面上的水流情况，使学生能通过事实理解地转偏向力的存在及沿地表水平运动物体的偏转规律，从而解释生活中的一些现象。
3.情感、态度与价值观：培养学生对自然科学的探索精神。
【重难点】
重点：地球自转产生的地转偏向力在生活实际中的应用。
难点：证明地转偏向力的存在。
【课前准备】准备一把伞，其中一面贴上白纸；粉色的颜料水。
【教学过程】
一、新课导入（2分钟）
情境导入：大家有没有注意过家里水池里的水是怎样向下运动的？直着向下还是旋转着向下？天气预报的卫星云图上我们看到的台风是怎样运动的？这些现象的原因是什么呢？今天这节课就让我们一起来一探究竟。
（设计意图）从学生熟悉的生活实际入手，一方面提醒学生要注意留心观察身边的一些自然现象，另一方面通过设问激发学生的求知欲
二、讲授新课
【实验探究1】下面让我们一起做一个地理实验。需要一个同学帮忙，哪位同学愿意？
（老师撑开雨伞，拿起装满颜料水的杯子，学生顿时好奇起来，相当一部分学生挣大眼睛看着老师。）
师：现在请这位同学蹲着，伞杆与伞面的交接点表示北极点，用雨伞为同学们演示一下地球自转的方向。其他同学判断正确与否。
生：自西向东。
师：若从北极上空看，呈什么时针方向运动。
生：逆时针。
（设计意图）让学生动手演示自转方向，从说到做的过程转换。同时巩固了对地球自转方向的掌握。
师：现在我往静止的雨伞上滴颜料水，请同学们注意观察水流的方向，并说出水流的方向，标注出移动轨迹1。
生1：就这样直接往下流（边说边用手比划着）。
生2：没有什么奇怪的啊！
（设计以图）先模拟“地球”静止时的水流运动情况，做好铺垫，由易到难，符合学生认知特点。
师：现在请同学较快匀速地以自西向东方向转动雨伞，老师往雨伞同样的位置滴颜料水，请其他同学仔细比较雨伞上水流的流向和雨伞静止时的水流的方向有什么不同？标注出移动轨迹2。
生1：往一侧偏过去了。
生2：往左偏。
生3：哪有啊？是往右偏的。（学生开始有点争论）
师：假如我们以水流前进的方向为前方，那么会是往哪边偏了呢？
生：往右边偏。
师：水流的方向怎么会往右偏了呢？是水流的方向偏了呢？还是雨伞的转动，导致水流看上去发生了偏向呢？
生：是雨伞的转动导致水流上看去往右偏。
（设计意图）模拟“地球”不断自转中的水流情况，并让学生对比分析两种情况的水流方向，同时描述两者之区别，真正理解水流方向发生偏转的原因是地球的自转，突出了这个实验的关键。通过学生观察、描述水流偏转的方向，在答案的冲突中让学生真正理解偏转规律的前提是面向物体运动方向。通过设疑激发学生思考，并与“实验现象”进行比较分析，引导学生主动发现雨伞转动之后对水流方向的影响。
师：假如现在水流的方向变成了北半球河流里的水流，雨伞变成了自转中的地球，从地球上看水流方向会发生怎样的变化呢？
生：一样的，往右偏。
（设计意图）从“实验”到现实的转换，使学生初步学会运用“实验”来获得地理知识。
师：如果从南极上空看会怎么样呢？
生：往右偏，往左偏。（学生意见仍然有分歧）
师：请一位同学上来演示一下南半球的情况，看谁的观点正确。
生：模拟演示地球自转，在同样的位置滴颜料水，请同学们注意观察水流的方向，并说出水流的方向，标注出移动轨迹3。
师：由于地球自转导致水平运动的物体的运动方向，在地球上看，发生了偏转。法国科学家科里奥利在19世纪就发现并描述了这种现象。我们假想地球自转产生了一个力导致了这种现象，把这个力称为地转偏向力。它的性质：只作用于水平运动的物体，并垂直于物体运动的方向，在北半球指向右侧，在南半球指向左侧，赤道上不受它的影响。这个力实际上不存在，我们只是用它来形象地描述地球自转导致水平运动物体发生偏向的现象。赤道上的情况请同学们课下小组合作设计一个实验，验证一下规律。教师板书：
三、沿地表水平运动物体的偏移
1、地转偏向力
师：像流水这样在地球上做水平运动的物体，你能举出几个例子吗？
生：例举不同的答案。
师：有大气水平运动――风、火车、汽车等。
师：现在我们用图示来描述一下地球自转导致水平运动物体发生偏向。请同学们用虚线来表示物体水平运动的趋向，用实线来表示受地球自转偏向力作用后的实际运动方向，分别描述北半球和南半球的偏向情况。
学生在自己的笔记本子上画图。（老师走到学生之间，了解学生学习情况，并指导部分学生，然后在黑板上画出正确答案。）
师：长江自西向东流入东海，在入海口附近，水流的偏向是怎样的？请同学们用图来描述。
生：往右偏。
师：水流偏向右，对河岸将有什么样的影响呢？
（学生陷入思考，一些学生猜测答案。）
师：河流右侧的水流速度快，将冲刷南边的河岸，使得河岸被侵蚀，往后退缩。而北岸呢，水流流速较慢，泥沙将容易沉积，河岸不断地往前伸。请同学们结合图册来看看长江三角洲的发育过程。
（设计意图）通过实例分析，理解水平运动物体运动方向发生偏向产生的影响。让学生学会用地理原理解释地理现象。
【实验应用】
请同学们说出由北向南入海的密西西比河的入海口水流的偏向？由西往东入海的赞比西河入海口水流的偏向？
（设计意图）针对南北半球地转偏向力不同状况，运用所学知识，解释实际问题，学以致用。同时也为后续学气运动等知识打下基础。
【实验小结】
通过实验模拟，我们发现了水平运动的物体由于地球自转的影响，运动的方向发生了偏向，在北半球右偏，南半球左偏，赤道上不偏。我们假想地球自转产生了一个力――地转偏向力导致了这种现象，它只作用于水平运动的物体，并垂直于物体运动的方向。
历史上最有名的证明地球在自转的实验被人们称为傅科摆实验。说起傅科做这个实验，还别有趣味。那么，我们先来看这个实验，然后再自己动手做做。
话说1851年的一天。法国物理学家傅科带着他的两位青年助手来到巴黎的先贤祠。他们三人一进门便东张张，西望望，来在祠的中央止步了。抬头向穹顶望去。他们观看了一阵以后又一同离开这座大建筑物。
祠里的管事觉得这三人的行迹可疑，便立即向祠主管秉报。主管吩咐“要警惕他们，防止他们行窃或破坏”。
第二天，傅科和他的两位助手再次来到先贤祠。不过，这次他们不是空手来，而是携带着一些器物，因而行动起来比较迟缓。管事躲避在暗处，目不转睛地盯住他们的一举一动。只见其中一位助手腰间系着一根长绳，像猴子似的在一根大柱子上登攀。不一会儿这年轻人便爬到穹顶。“莫非他要盗窃穹顶上的雕刻木板?”可是，那年轻人将绳子一端系在屋梁以后。便从原来那根大柱子很快地滑下来。
那管事刚松一口气，站在下面的那位助手却立即行动起来。他将一个金属球悬挂在绳子的末端，随后又在地板上沿南向北方向画出一条白线，继而推动金属球沿着白线来回摆动起来。
管事在旁暗自思忖：他们在干什么，会不会搞定时爆炸，那个黑球说不定就是以摆动次数作为计时的定时炸弹?一想到这里便觉得不能让他们在那里继续胡搞下去了。于是，他一个箭步冲上前去。并大喝一声：“快住手，不许你们在这里搞定时爆炸!”随即又迅速用双手稳住正在缓缓摆动的金属球。
傅科站出来说： “请这位先生让开点，先让我们做完这个实验，再向你解释清楚。”
“做什么实验?”管事疑惑地问道。
“证明地球自转的实验。”傅科回答说。
“你们在愚弄人，人怎么能够看得到地球自己在转动呢?”管事以难于置信的口气发问。
“那就请你耐心看看我们的实验吧!”说完，傅科便叫助手推动金属球沿着白线方向摆动。
开始的时候，金属球沿着白线有节奏地一下一下地摆动着。随后。金属球摆动的方向渐渐地偏离了白线，由东向西旋转着。几小时后，金属球摆动的方向相对于白线形成个很大的角度。
这时。傅科指着出现的金属球舞动方向与白线的夹角对管事说： “这下子可看见了吧!这就是地球自转的证明。”
“这种夹角怎能证明地球自己在转动呢?”管事更加丈二和尚摸不着头脑了。
原来，地球像个巨大的陀螺，一刻不停地自西向东旋转着，每转一圈就是一昼夜。地球是向东转动着，而惯性使金属球始终保持原来的摆动方位，便产生金属球摆动面向西偏转的现象，因而出现与地板上的白线有一个较大的夹角。摆动方向的改变，在南北极只要24小时就能改变360°；到了北京，约需40小时才行；在赤道上，就不会看到摆动的方向有所改变了。
后人为了表彰傅科证明地球自转的实验，便将这种金属球大摆命名为“傅科摆”。我国北京天文馆大厅里也有这种傅科摆。同样日夜向人们揭示着地球白转的秘密。
现在，就让我们自己来做类似于傅科摆的实验吧。
实验一
取直径为50厘米的白色搪瓷面盆一只。为便于观察，用特种铅笔，在面盆边缘沿顺时针向每隔30°作一标记，将其12等分。分别为0°、30°、60°、90°、…、180°、…、270°、…、360°，如上图。为防止外界振动和干扰，将盛满清水的面盆置于底搂的水泥地面。取一张吹塑纸。用刀片剪裁成宽0.1～0.2厘米、长8厘米的纸条(当然也可用笛膜或细竹丝代替)。将吹塑纸条浮于面盆水面，两端平稳地指向0°和180°。为防止风吹和外界影响，可在面盆上盖一薄板。经过3～4小时，轻轻打开薄板，你会惊奇地发现，吹塑纸条沿顺时针方向“转过”一个角度。由于面盆随着地表作逆时针方向转动，而浮于水面的吹塑纸条并没有转动，其指示的转动角度，恰恰验证了地球的自转。
实验二
先看几个有趣的问题。
1.当物体随地球自转时，物体受到的万有引力等于重力与物体随地球自转的向心力的合力。只是向心力很小，常忽略。若地球转速加快，物体会飘起来，则物体所受的万有引力等于物体在此位置的重力，同时也作为物体的向心力。
两种情况比较，万有引力不变，向心力变大，则重力应变小，结果是重力变大，等于万有引力。应如何解释？
2.物体在赤道上随地球自转时的失重问题。
此时，用分解法理解：物体受到的万有引力等于重力加向心力。用合成法理解：物体受到的万有引力与地面的支持力的合力为物体所需的向心力。
两种对比，此时物体受到的重力应等于地面对物体的支持力，与失重现象不符合，如何解释？
其实物体做圆周运动时需要向心力，如果做的是匀速圆周运动的话，是合外力提供的向心力。物体在地球上，受到万有引力和地面的弹力两个力，是这两个力的合力提供了向心力，而重力与弹力（支持力）是一对平衡力，所以是两个力的合力，即万有引力的一个分力来提供向心力。但是如果自转加快需要的向心力变大，离开地面前，则在此过程中弹力一直在减小，所以仍然不违背合外力提供向心力的结论。只不过弹力逐渐变小，弹力和万有引力的合力逐渐变大。到最后对地面没有压力了，不就是完全失重了吗？
这样的解释得到重力加速度与地球的自转速度是无关的。
但是在教学中教师都说，在不考虑地球自转的情况下，物体的重力等于万有引力。即G。那要是考虑地球自转不就是不等了吗？也就是说地球自转是影响重力加速度的。这不矛盾吗？
3.地球表面上，运动物体的重量会变化吗？
汽车在公路上以一定速度行驶，重量会变化？
假设有一条沿着地球赤道铺设的轨道。有一列火车按一定的速度在轨道上，自西向东行驶，那么这列火车的重量是减轻了还是加重了？或者这个火车上装的货物是轻了，还是重了？这个想法有点天方夜谭，我们没办法称量运动中火车的重量，但是作为一个有趣的想法，我们可以讨论这个火车上装的货物的重量变化情况。
在赤道上，万有引力=向心力+重力，因此，如果物体的运动方向和地球的自转方向相同，类似于地球好像转快了，物体受到向心力分力会加大。但是物体在地球上受到的万有引力是一定的，向心力的加大，也必然会导致物体所受的重力减小。
向心力的计算公式为：
从公式可以看出重力加速度与物体的运动速度有关。速度低时减轻的重量很微弱。只有在速度很大时，这种失重的变化才会很明显。如果火车由东向西开，和地球自转方向相反，一开始重量会增加，是不是一直会增加下去？不会的，根据表达式，当速度和地球自转速度相等时，重量达到最大值，然后逐渐减小。因为我们已经讨论过地球纬度对静止物体重力的影响，即随着纬度增高，重力加速度变大。
本节是在学习了地球所处的宇宙环境的基础上，把眼光从宇宙转移到地球的运动，其实，地球的运动非常复杂，除了自转和公转外，还有其他许多运动形式，教材主要从与人类的关系考虑，只介绍与人类关系最密切的两种运动—自转和公转，其他运动形式没有涉及。本节将自转与公转放在一起学习，主要是想让学生从方向、周期、速度三方面进行比较这两种运动，有利于学生学懂并掌握这部分知识，并能运用这部分知识解决生活中的现实问题。
二、学情分析
本节课的授课对象是高一年级的学生，学生初中已经学过本节知识，有了一定的基础，另外也学习了与本节内容相关的一些知识，比如圆周运动，立体几何，具有一定的地理分析能力，但是完整的知识体系尚未形成，知识的应用技能还有待进一步提高。
高一学生关注的是知识框架的建构以及知识的运用和迁移能力的提高，因此，学生对学习地球运动的基本形式这一知识点具有较浓厚的兴趣，为学习奠定了基础。
三、教学目标
知识目标：了解地球自转和公转运动的基本规律。
能力目标：学会用地球仪演示地球的自转和公转；
学会看简单的地球自转、公转示意图；
学会小组合作探究，并能参与实验探究。
情感目标：培养学生热爱科学和勇于探索的精神。
四、教学重、难点
重点： 理解地球自转和公转这两种基本运动的规律；
理解“恒星日与太阳日”的差异。
难点：应用地球自转和公转这两种基本运动的规律解决生活问题。
五、教学方法
自学法、探究法、比较法、讲授法、演示法、读图法、问答法
六、教学过程
第一部分 基础原理与基础知识
第二部分 知识的应用与拓展（小组合作讨论探究，代表展示）
1、请用刚才讲授的的方法判别教室的东西南北方向？
2、北京时间12:00时，延安洛川(约110°E)的地方时为？
3、我国选择在海南文昌建第四个卫星发射基地，应用刚才所学知识(排除其他因素)回答选择在此建的原因?
4、北半球夏半年（春分至秋分）比冬半年(秋分至第二年春分)长7天的原因是?
5、现行公历是按回归年的长度制定的，为何四年一闰？（提示：回归年长度为365.2422天）
七、板书设计（由学生完成）
关键词：重力加速度；高度；摆钟；傅科摆
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2007)5(S)-0017-2
为了把复杂的物理问题简单化，具体的问题理想化，我们用物理模型代替实际的研究对象，然后加以研究，这是物理学的基本方法之一。
单摆是实际摆的理想化的物理模型，由一个不可伸长的轻质细线和悬挂在此细线下的体积很小的重球所构成。这里说的“不可伸长”指线的伸缩可以忽略。“轻质”指线的质量可以忽略，而线的长度又比球的直径大的多，这样的装置就叫单摆。 如图1所示，对于A装置，摆长没有远大于小球半径；对于B装置，橡皮筋在摆动过程中要伸长；对于C装置，作为摆线的电线质量不能忽略；只有D装置满足单摆的条件是单摆。就是这小小的一个单摆，在实际中有很多的应用。
1 单摆测重力加速度
将单摆球从平衡位置拉至一边很小的距离（使摆角小于5°），然后释放摆球即在平衡位置左右作周期性的振动。
例 从一座高大建筑物顶端垂一条轻质大绳子至地面，长绳上端固定，测量工具仅限用秒表、米尺，其他实器材根据需要自选。请回答下面两个问题：
⑴如果已知当地的重力加速度 ，请设计测量该建筑物高度的方案。
⑵如果不知当地的重力加速度 ，请设计测量该建筑物高度的方案。
3 惠更斯的摆钟
据说在1583年，年轻的伽利略在比萨教堂祈祷时，被那盏从教堂上悬挂下来的大油灯（长命灯）的来回摆动所吸引，他发现油灯的摆动很规则，那时还没有能准确计量时间的钟表，于是伽利略以他自己的“表”--即他的脉搏的跳动来计算油灯摆动的时间，他发现不论油灯的摆幅是大是小，摆动一个来回所需时间几乎相同。由此发现单摆的摆动周期与振幅无关，即单摆的等时性，这是伽利略对物理学的一个贡献。后来他又通过更精确的实验得出，摆的振动周期与摆长的平方值成正比。
在伽利略发现了摆的等时性的基础上，惠更斯将摆运用于计时器制成了世界上第一架计时摆钟，使人类进入一个新的计时时代，对摆的研究是惠更斯所完成的最出色的物理杰作。
在研制摆钟中，惠更斯还进一步研究了单摆运动，他制作了一个秒摆（周期为2秒的单摆），导出了单摆的运动公式，在精确地取摆长为3.0565英尺时，他算出了重力加速度为9.8m/s2，这一数值与我们现在使用的数值是完全一致的。
4 傅科摆--证实地球的自转
傅科摆是一种简单的单摆，它是为了纪念法国物理学家尚•傅科而命名的。牛顿的地心引力学说，对地球的自转运动提出了合理的解释，但是真正证实地球自转的是傅科。他发明的这个伟大的单摆向世人证实了地球的自转。
1851年，傅科在巴黎的一座教堂的屋顶上，安装了一个摆绳长达67m，为摆锤重达28kg的单摆，用这个单摆直接地显示了地球的自转，显示了科里奥利力的存在和作用，是科里奥利力引起摆动平面的旋转。
傅科摆在工作时是以自己的摆动平面的偏转来显示地球的自转的。
以太空的某一点为参照系，观察地球上的傅科摆，由于惯性作用，摆平面保持原振动方向，而地球自转的结果使地面上的物体相对摆平面的的位置发生偏转，而地球上的人习惯以地球为参照物，就会感觉摆平面相对地球的位置发生相反的偏转。由于地球的自转，地球上的物体要受两种惯性力的作用，即惯性离心力和科里奥利力，傅科摆在直观地显示地球自转的同时，也显示了科里奥利力的存在和作用，是科里奥利力的作用引起的摆平面的旋转。
地球的自转基本上是匀速转动，非常缓慢，角速度为
n0=2πrad/ 恒星日=7.292×10-5rad/s。
地球上的物体受其影响很小，不易觉察。傅科摆由于能够长时间的工作，可以显示这种缓慢的变化，呈出摆动平面的旋转。
傅科摆的摆动平面的偏转方向和偏转角速度与傅科摆在地球上所处的地理位置有关。在北半球摆动平面沿顺时针方向旋转；在南半球，沿逆时针方向旋转；在两极，摆动平面的旋转角速度最大，每昼夜转一周；在赤道，旋转角速度最小，角速度为零。在不同的地理纬度上，傅科摆摆动平面的旋转角速度为w=w0sinψ（式中：w为当地傅科摆摆平面的旋转角度，w0为地球自转的角速度，ψ为傅科摆所在地的地理纬度）。
在这个小小的单摆中，我相信还有更多的妙用，有待于我们去挖掘。
啊，原来是指南针！
咦，为什么指南针能指示方向呢？
它是用磁石做成的吧。
小璐，你拿着磁铁棒的S极靠近的话，指南针上指示北方的指针就转过来了吧！
接下来，用磁铁棒的N极靠近的话……
啊，这次它转跑了！
嗯，原来如此……这么说来，难道……
难道在地球的北极有磁铁棒的S极！？
我们去北极瞧瞧吧。
喂， S极在哪儿呢?
小诺，好冷啊，我们回去吧！
地球物理研究所
啊，你们都到过北极啦!?
但是，我们没有找到S极……
哈哈哈哈！神通广大的小诺，
难道你认为在北极会有这样的磁铁棒的端头突出着吗？
并不是你想的那样，其实地球本身就是一个大磁体！
啊？地球是块大磁体！？你们认为没有找到的S极其实就在你们的脚下！
太大了，我们都没注意到。
地球的磁场叫做地磁场！
今天我们就来聊聊地磁。
宇宙空间中充斥着宇宙射线，宇宙射线是一种具有相当大能量的带电粒子流。
太阳也向太阳系连续地以很高的速度和不稳定的强度释放着带电粒子流。
太阳风高速地向地球飞去。
地球磁场就像屏障一样，在这些粒子流的袭击中保护着地球。
如果没有了地球磁场的屏障，地球的大气就会被太阳风吹散。
生物体就会受到宇宙射线的影响，视神经受损，身体细胞遭到破坏。
生物细胞可能发生突然变异，或是灭绝！
也就是说，如果没有了地球磁场，生物就无法生存下去了？
啊！这些我之前都不知道！
由于有了地球磁场的保护，我们才能安心地生活和学习。
不过，地球的磁场也是经常发生变化的，就像个顽皮的小孩子。
有时增强，有时减弱，有时方向和磁极的方位也会发生变化。
由地球的自转轴决定的“北极”和地球磁场决定的“磁北极”如图所示，并不是同一个地方。
目前，磁北极位于偏离北极11.5°的格陵兰岛西北部。
磁北极在漫长的时间里，其位置也在逐渐变化着。
高斯 1777-1855
19世纪20年代，德国著名数学家高斯(C. F. Gauss)发表了关于地球磁场的理论，将地球视为一个具有均匀磁场强度的球体。100年间地球磁场强度减少了7%。
今后会变成什么样子呢……1 000年以后，地球磁场的状态会发生变化，在北半球很多地方也能看到极光了。
而且，地球磁场这样继续减弱下去的话，1 200年以后地球的磁场就会变成零。
但是能看到极光的话，也不错啊？
但与此同时，宇宙线会射进来，破坏臭氧层，有害的紫外线也会畅通无阻地照射到地球上！
噢噢，听起来还是不太妙啊！
距今70万年前，似乎也曾发生过这样的磁场消减和地球磁场倒转。
啊？这是怎么调查出来的啊？
火山熔岩形成的火山岩里，记录着那个时代的磁场方向。
在世界各地的火山岩里发现了与现在磁场方向相反的磁化物！
地磁倒转的历史
由此得出，地球在漫长的历史过程中，反复发生着地磁消减和倒转的现象。
在此期间，由于环境发生了巨大的变化，大量的生物死亡（灭亡）了。
有学说认为，白垩纪末期发生的恐龙大灭绝也是因为地球磁场的变化而导致的。这么看来，地球磁场十分重要啊！
但是，它到底是如何形成的呢？
这个秘密隐藏在地球的内部。
我们还是赶紧问问研究这个领域的专家吧。
刚才你们在聊“地球是块大磁体”的话题吧。
地球可不是像磁铁棒那样单纯的东西啊。
地球内部的铁和镍等物质达到高温后会失去磁性。
因此地球并不是永久的磁铁，而是被认为是“电磁铁”。
电磁铁是在电流通过线圈时产生磁场。
而地球磁场的电流是由导体在磁场中运动产生的电动势引起的，以后你们在中学物理中就会学到这个知识。
产生地球磁场的主要原因有3点。
第一是由于地球的自转。
指南针能指示南北，这就表明着地球自转对其有着巨大的影响。
第二，由于地球内部地核中的对流。
由于地球自转，对流受“科里奥利力”呈现线圈状，横切原本就有的磁场，从而产生电流，再次形成磁场。
复杂的运动，结果在地核中产生了复杂的电流，形成了复杂的磁场。
并不是像磁棒那样单纯的磁力分布。
第三，由于地球内部的物质因密度不同而上下移动。
密度大的物质向下沉降。
密度小的物质向上浮升。
这股力量可能也是地磁的来源。
就这样，发电所必须的磁场由于地球的自转，一直持续产生着。
但自转和对流产生的地磁，如果没有最初的磁场是无法形成的。
原本存在的太阳磁场，银河系磁场等可以认为是地磁产生的种子。
除此之外，以11年、 27年为周期的太阳活动，持续数日，极大扰乱地球磁场的磁暴，
每天的地球自转等……
许多现象影响着地球的地磁活动。
这些要素全部重合，最终形成了包围着地球的磁场。
还有其他学说！
啊，还有？
地球的内部是怎样的，这调查起来十分困难。
因为地球不可能像哈密瓜那样，咔嚓一下能切开来看看。
地球磁场是如何形成的，
这个领域的研究还将继续下去！
通过今天的话题，我知道了指南针为什么可以指示特定的方向！
这是因为有了地球磁场呀！
看不见摸不着的地球磁场为我们守护着生物们居住的地球呢。
太谢谢啦！
好吧，回去的路上我们顺便去南极绕一圈！
按照这指南针上指示的方向飞就可以了！
知识是静态的，人有了知识，还应该明白如何正确地将所掌握的知识在实践中加以应用，没有智慧，充其量不过是一本记载着知识的书。下面小编给大家分享一些高中地理必修一地球运动知识，希望能够帮助大家，欢迎阅读!
高中地理必修一地球运动知识1(一)地球的自转
1.地球自转的地理意义
(1)昼夜更替。
(2)产生时差，经度不同，地方时不同，时间上东早西晚。
(3)水平运动物体在北半球向右偏，南半球向左偏，赤道不偏转。
2.判断晨昏线的三大技法
(1)利用自转方向判断：顺自转方向将要进入白天的为晨线，将要进入黑夜的为昏线。
(2)利用地方时判断：赤道上地方时为6时的点所在为晨线，为18时的点所在为昏线。
(3)利用昼夜半球位置判断：昼半球西侧为晨线，东侧为昏线;夜半球则相反。
(二)地球的公转
1.地球公转的基本特征
(1)方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。
(2)速度：近日点(1月初)附近公转速度快，远日点(7月初)附近公转速度慢。
2.正午太阳高度
(1)判断正午太阳高度的两大技巧：
①“来增去减”：太阳直射点向某地所在方向移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。
②“远小近大”：距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小，反之越大。
(2)正午太阳高度的计算：
正午太阳高度=90°-两点纬度差。
其中，当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值;不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。
3.日出、日落方位的判定
(1)当太阳直射赤道时(春分日、秋分日)，南、北极点除外，全球各地正东日出、正西日落。
(2)当太阳直射北半球时，除极昼、极夜地区外，全球各地东北日出、西北日落;且太阳直射纬度越高，太阳升落的方位越偏北。
(3)南半球刚刚结束极夜的地点，其日出、日落方位均为正北;北半球刚刚结束极夜的地点，其日出、日落方位均为正南。
4.昼夜长短
(2)纬度分布规律：
太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长;另一半球相反。
(3)计算方法：
①利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算。
方法：昼长=昼弧度数/15°，同理求夜长。
②利用已知的日出和日落时间来计算。
方法：昼长=2×(12-日出时间)或昼长=2×(日落时间-12)。
高中地理必修一地球运动知识21.向北度数增大为北纬;向南度数增大为南纬;
向东度数增大为东经;向西度数增大为西经。
2.20°W向东至160°E为东半球;
20°W向西至160°E为西半球;
经度度数小于20°，为东半球，
经度度数大于160°，为西半球;
经度度数在20°至160°之间，为相应半球。
3.纬线长度：L=L赤道×COSθ(θ为当地纬度)
赤道是最长的纬线，长度大约为4万千米，
纬线长度从赤道向两极递减;
纬度度数相同，纬线长度相同;
纬度度数不同，纬线长度不同。
纬度相差1°，实地距离相差111千米;经度相差1°，实地距离相差111千米×COSθ(θ为当地纬度)。
4.同纬度飞行，先向高纬飞，后向低纬飞。
(即：北半球先向北飞，南半球先向南飞)。
位于晨昏线上的两点之间，沿晨昏线的劣弧飞行最短。
位于经线圈上的两点，沿经线过极点飞行。
赤道上两点一般按赤道的劣弧飞行。若两点相差180°，则有无数种飞行方法。
5.地球自转和公转方向相同，都是自西向东;
即：从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
6.地球自转线速度：V=V赤道×COSθ(θ为当地纬度)
地球自转线速度从赤道向两极递减;
纬度度数相同，线速度相同;
纬度度数不同，线速度不同。
7.除南北两极点外，全球各点地球自转角速度都相等。
地球自转角速度：W=15°/h=1°/4分钟
太阳直射点在地球表面移动速度大约为0.25°/天
当自转方向与公转方向相同时，1太阳日>1恒星日;当自转方向与公转方向相反时，1太阳日
8.地球公转速度：
近日点(1月初)最大，远日点(7月初)最小
自近日点向远日点移动，公转速度逐渐变慢;
自远日点向近日点移动，公转速度逐渐变快。
近日点(1月初)V、W最大
远日点(7月初)V、W最小
由近日点向远日点移动，公转速度V、W变小
由远日点向近日点移动，公转速度V、W变大
9.春秋分日，太阳光线与黄赤两平面交线相平行;
两至日时，太阳光线与黄赤两平面交线相垂直。
10.黄赤交角变大，热带、寒带的范围变大;
温带的范围变小。黄赤交角变小，热带、寒带的范围变小;温带的范围变大。
回归线的度数=黄赤交角的度数;
回归线的度数+极圈的度数=90°
11.晨昏线：
晨线与赤道的交点地方时为6点;
昏线与赤道的交点地方时为18点;
晨昏线与始终太阳直射光线向垂直;
晨昏线与经线圈相重合时，该日为春秋分日;
晨昏线与纬线圈相切，切点为12时或24时。
12.纬度越高，运动速度越大，地转偏向力越大。
13.太阳直射点位于北半球，全球大部分地区从东北方向日出，西北方向日落;
太阳直射点位于南半球，全球大部分地区从东南方向日出，西南方向日落;
太阳直射点位于赤道上，全球大部分地区从正东方向日出，正西方向日落。
日出或日落方向位于与东西方向偏南(北)成θ°的夹角，表明太阳直射点位于θ°S(N)。
14.太阳直射点位于北半球，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，越向北昼越长;
太阳直射点位于南半球，南半球昼长夜短，北半球昼短夜长，越向南昼越长;
3.21～6.22，太阳直射点位于北半球，北半球昼长夜短，越向北白昼越长，而且太阳直射点向北移动，北半球昼渐长夜渐短，南半球昼渐短夜渐长，北极附近出现极昼，极昼范围逐渐变大，南极附近出现极夜，极夜范围也逐渐变大;
6月22日，北半球各点昼最长夜最短，南半球各点昼最短夜最长;
6.22～9.23，太阳直射点位于北半球，北半球昼长夜短，越向北白昼越长，而且太阳直射点向南移动，南半球昼渐长夜渐短，北半球昼渐短夜渐长，北极附近出现极昼，而且极昼范围逐渐变小，南极附近出现极夜，极夜范围也逐渐变小;
9.23～12.22，太阳直射点位于南半球，北半球昼短夜长，越向北白昼越短，而且太阳直射点向南移动，南半球昼渐长夜渐短，北半球昼渐短夜渐长，北极附近出现极夜，极夜范围逐渐变大，南极附近出现极昼，极昼范围也逐渐变大;
12月22日，北半球各点昼最短夜最长，南半球各点昼最长夜最短;
12.22～次年3.21，太阳直射点位于南半球，北半球昼短夜长，越向北白昼越短，而且太阳直射点向北移动，北半球昼渐长夜渐短，南半球昼渐短夜渐长，北极附近出现极夜，极夜范围逐渐变小，南极附近出现极昼，极昼范围也逐渐变小;
赤道全年昼夜等长;春秋分日全球各点昼夜等长。
日出时间+日落时刻=24小时
昼长=24-2×日出时间;夜长=2×日出时间
日出时间=12-昼长/2=夜长/2;
日落时间=12+昼长/2=24-夜长/
南半球某地的昼长=北半球同纬度的夜长
南半球某地的夜长=北半球同纬度的昼长;
全球各点全年昼长(夜长)时间都相等。
15.正午太阳高度计算公式：H=90°-θ(θ为两地之间的纬度差，即太阳直射点与所求某地)
正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向两侧递减;
太阳高度从太阳直射点向四周递减;太阳高度>0为白天;太阳高度
太阳高度相同的各地与太阳直射点的距离相等;
太阳直射h°N时，(90°-h°)N内出现极昼，其正午太阳高度为2h;(90°-h°)S内出现极夜，北极点的太阳高度全天相等为h°。
6月22日，正午太阳高度达全年最大值的地区为北回归线及其以北地区;正午太阳高度达全年最小值的地区为赤道及其以南地区。
12月22日，正午太阳高度达全年最大值的地区为南回归线及其以南地区;正午太阳高度达全年最小值的地区为赤道及其以北地区。
16.北回归线至北极圈之间，正午时刻太阳位于当地正南天空;
南回归线至南极圈之间，正午时刻太阳位于当地正北天空。
17.正午的判定：
太阳高度为全天最大时;
地方时为12时;
日影为一天中最短时;
把昼半球对称等分的经线地方时为正午。
18.0时的判定：
把夜半球对称等分的经线地方时为0时;
自西向东，由旧一天进入到新一天的经线为新一天的0时。
19.一般年份，能被4整除的年份为闰年，否则不是闰年;
逢百年时，能被400整除的年份为闰年，否则不是闰年。
20.
图上距离
实地距离
比例尺：比例尺=;
大小：由于比例尺是一个分式，其大小必须根据整个分式判断，即分母越大，比例尺越小。
缩放：新图比例尺变为原图的n倍，新比例尺=原比例尺×n;图幅面积=原图面积×n2。
表示内容：图幅相同，表示实地范围越小，要表示的内容越详细，选用的比例尺越大;反之，选用的比例尺越小。
三种表示方法：直线式;文字式;数字式。
高中地理必修一地球运动知识31.方向：
在有经纬网的地图上，要根据经纬线定方向;
距离北极点近，则在北;距离北极点远，则在南;
A地位于B地东(西)大于180°，则方向相反。
即实际A地位于B地的西(东)方。
在无经纬网而有指向标的地图上，根据指向标定方向;
甲图剖面图
在既无经纬网又无指向标的地图上，一般判图原则是：面向地图，上北、下南、左西、右东。
2.等高线和地形剖面图的绘制：
3.同一条等高线上各点高度相同。
(同线等值)
中心高，等高线向低处凸出为山脊;
中心低，等高线向高处凸出为山谷。
河流流向与等高线凸出方向相反;
所有等高线都是闭合的。
等高线可以重合但不能相交。
陡崖处有n条等高线相交，等高距为d，则陡崖高度：(n-1)d
四周高，中心低的等高线表示谷地或盆地;
四周低，中心高的等高线表示山顶。
4.时区中央经线=15°×n(n为时区数)
时区的范围=15°×n±7.5°
5.自西向东，每跨越1个时区，时间增加1小时;
自东向西，每跨越1个时区，时间减少1小时。
自西向东跨越国际日期变更线，时间不变，日期减少1天;自东向西跨越国际日期变更线，时间不变，日期增加1天。
自西向东，日期增加1天，为新一天的0时线;
自西向东，日期减少1天，为180°经线(日界限)。
6.热水器和地面之间的夹角=θ(θ为两地之间的纬度差，即太阳直射点与所求某地)
7.自东向西航行，船员所经历的一天大于1太阳日;
自西向东航行，船员所经历的一天小于1太阳日。
每小时向西飞行n经度，则所感觉1天时间=360/(15-n)小时;每小时向东飞行n经度，则所感觉的一天时间=360/(15+n)小时。(n
8.经线相同，地方时相同;
纬线相同，正午太阳高度相同;昼长、夜长相等;自转速度相同。
9.从某地出发到达另一地，无论是否经历日界限：到达时间=出发时间+途中时间±时区差(东+西-)
10.昼夜现象：地球是个不发光也不透明的球体;
关键词：动力学 微分方程组 欧拉待定指数函数 阻力系数 常数变异法
中图分类号：O313 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
作者简介：晋良平（1980--），男，汉族，四川简阳人，四川理工学院讲师，硕士研究生，主要从事大学物理和人工智能方面研究。
1 问题分析
飞机在发生事故时突然失去动力后，由于惯性仍然具有失去动力之前的速度。在失去动力之后，考虑到飞机受到空气阻力和大气层风力的影响，与此同时地球自转也会产生一定的影响。于是通过计算空气阻力、风力和地球自转情况下，任意抛射角的抛射体的解析解，然后再通过在地球表面所建立的空间直角坐标系与地心坐标系的转换关系式，以抛射体与地心的距离为地球半径作为落地点的条件，来计算最终的落地时间和落地位置。即为飞机最终的落地时间和落地位置。
2 模型建立
本文首先通过斜抛运动规律，在地球表面建立空间直角坐标系，将坠落的飞机看做抛射体，计算出考虑空气阻力和科氏力情况下任意抛射体的解析解，从而建立了飞机坠落过程中的斜抛运动模型。然后建立了在地球表面所建立的空间直角坐标系与地心坐标系的转换关系式，建立空间转换模型，以抛射体与地心的距离为地球半径 作为落地点的条件来计算飞行时间。
2.1 飞机坠落过程中斜抛运动动力学模型
飞行器运动方程即飞行器运动的数学模型的建立，离不开坐标系。与其他学科相比，飞行动力学中使用的坐标系的数目是很多的，其中由于涉及的力、力矩和运动变量很多且规律复杂。所以，选取地球（视为球体）为主要参照，在地球表面建立空间直角坐标系，以地球上纬度为 的一点 为原点，建立固定坐标系 如下图（1）所示
图（1） 斜抛运动坐标系
其中： 切经线（圈）向南； 切纬线（圈）向东； 垂直地面向上；图中 为地轴地球自转角速度 沿着该轴：
其中： （24小时地球自转一圈所得）
假设飞机质量为 ，以初速度 从 点沿任意方向抛出。空气阻力为： ，其中 为阻力系数。
由于受到空气气流等阻力的影响，当速度减小到某一个最小的数值，刚够以最大升力系数才能维持水平飞行时，无动力飞行就结束了。对于每一个高度，就可以找到飞机可能到达的最大区域。这个区域的外轮廓将称为水平无动力飞行的终迹。
本文假设给出一架飞机在高空中飞行时突然发生事故，飞机坠落过程的开始即为无动力飞行，但是由于受到空气气流等阻力的影响，通过对飞机坠落过程的分析，得出飞机坠落过程中受力分析如下图（2）
图（2） 飞机坠落受力图
根据上图的受力分析，设飞机质量为 ，初速度为 ，发生故障的地点为 点，沿任意方向飞行。为简化问题，可以认为所受的空气阻力为：
其中 为阻力常数，从而得出飞机坠落的运动方程：
其中： 分别为 的导数， 分别为 二阶导数； 分别为沿 轴的风力分力。 、 分别为飞机所受风力和自转力。 为飞机飞行的速度。 、 、 、 分别为风力与 轴夹角、自转力与 轴夹角、飞机速度与 轴的夹角
2.2 空间转换模型
利用地球表面上的空间转动参照系与地心坐标之间的转换关系式，以抛射体与地心的距离为地球半径作为落地点的条件，来计算最终的落地时间和落地位置。
选取地心为原点 ，建立地心坐标系 ，同时以地球表面为参照，建立空间转动参照系 。 切经线（圈）向南； 切纬线（圈）向东； 垂直地面向上，图中 是地轴，地球自转角速度 沿着该轴：
地球自转角速度的量值约为：
（24小时地球自转一圈得到）。
设点A在 体系中的坐标值为 。得到地球表面地球坐标系与地心坐标系的转换图如下图（3）所示：
图3 地球表面地球坐标系与地心坐标系的转换图
（1）、第一次坐标变换，将 体系绕坐标轴 转动角度 ，变为 新的坐标体系，则A的坐标值变为如下：
（2）、第二次坐标变换，将 体系绕坐标 转动角度 ，变为 新的坐标体系，则坐标值变为如下：
（3）、第三次坐标变换，将 体系平移，变成 新的坐标体系，则坐标值变为如下：
（4）于是得到点A在 体系中的坐标为：
3 模型求解
由前文公式可求得：
（4）
其中：
通过求解上述 的表达式，通过 编程求解，得到在地球自转和空气阻力情况下，将飞机坠落看作斜抛运动，对上述物体运动方程以及积分方程式求解，得到飞机坠落的数据为：
纬度 、经度 、高度 ，初速度 、空气阻力系数为 ：
通过 编程求解，得到黑匣子落地点的坐标方位为：
、 、
于是得到飞机坠落的轨迹为抛射体在地球表面的斜抛运动轨迹，同时由于受空气气流的影响，得到黑匣子落水点所对应的经纬度为：经度72、纬度26。
4 结束语
本文尽可能多的考虑影响失去动力后飞机坠落过程轨迹和黑匣子落水点的因素（空气阻力、地球自转、大气层风力等），很好利用地球表面上的空间转动参照系与地心坐标之间的转换关系式，将抛射距离转换成经纬度，建立了求解坠落飞机的落地点和落地时间的模型。建立的模型对于一些特殊情况，代入特殊数据依然可以得出结果。但是本文所建模型考虑的是常规情况，对于特殊风向、特殊海洋状况等，通过查询各种相关资料，得出不同的地矿、不同的天气、不同的温度、不同的湿度等情况，都将有一些特殊影响，所以本文模型对于一些特殊地矿的飞机坠落情况不适用。在今后学习过程中仍需继续探究。但是在求解的过程，尽量保证了结果的准确性。
参考文献
[1] 尹新国，公丕锋，朱孟正等.空气阻力对落体东偏影响.大学物理，2009，28（12）：5-7
[2] 周娜，刘旭，尹江辉.飞机穿越微下击暴流风场进场着陆运动特性[J].飞行力学，2001
[3] 肖业伦，金长江.大气扰动中的飞行原理[M].北京国防工业出版社.1993
一、在高中地理教学中应用多媒体教学法的意义
1.激发学生的地理学习兴趣。“教师教，学生学”是传统地理教学的固有模式，而也正是因为这种单调的教学模式，让很多学生都对地理学习失去了兴趣，变得厌倦，甚至是麻木。而多媒体教学的应用则能够使枯燥的地理课堂变得有声有色，更容易给学生的大脑形成较为强烈的刺激，学生对接受新知识的主动性和积极性就会有所提升，并且在这种别具一格的学习环境当中，学生也更容易保持长久的兴奋状态，注意力也更为集中，学习效率自然也就提升了。
2.化抽象为形象，促进学生思维能力的提升。地理是一门比较抽象的学科，其中有很多没有办法直接观察的地理现象，如果用传统教学方法来讲述这些知识，学生是非常难于理解的。而借助于多媒体的辅助，则可有效解决这一问题。多媒体能够打破空间和时间的限制，自由地变换大小、虚实和时空等，将那些不可视的地理现象以及事物变化过程明晰地再现出来，除了能够化繁为简、化静为动、化抽象为具体之外，还能够更好地突破重难点，更能够促使学生进行主动学习。
3.拓展课堂教学内容。多媒体在高中地理课堂上的使用使得课堂信息的来源更加多样化，相较于传统教学中只有教师和教材这两个信息来源外，多媒体的应用还延展了课堂教学内容的深度和广度，增加了地理课堂的知识传授量。比如，每次月考之后，教师都会讲答案告诉给学生，在传统教学模式下，通常都是教师在黑板上把答案抄写下来或者是逐字逐句地将答案念出来，这样是非常浪费时间的。而利用多媒体中的投影技术则可直接将考试答案直接展示给学生看，中途省去了抄写或者念答案的时间，教师也能够将更多的时间放在“为什么”的讲解之上，由此而增大了课堂的容量，课堂教学内容与实践的冲突矛盾也就随之而得到了有效解决。
二、多媒体教学方法在高中地理教学中的应用
以高一地理（人教版）第一章中的第三节《地球的运动》教学为例。由于本课中有一些诸如恒星日、太阳日、角速度、线速度、远日点、近日点等非常难解的概念，如果用传统的教学方法来讲的话，对高一的学生来说，理解起来就会相对比较困难，所以便可以用多媒体课件来进行辅助教学，以动画演示的形式来对重难点进行讲解，由此来加深学生的印象，增强其记忆能力，并培养其读图和思考的能力，具体操作可作如下参考：
第一，新课导入。教师活动：1）《时间都去哪儿了》歌曲播放；展示春夏秋冬这几个季节不同景色图片。2）提出如下问题：时间到底到哪儿去了；为什么会有白天和黑夜以及四季的变换；冬夏两季，哪一个的白昼更长，为什么？学生活动：分小组进行讨论，回答上述问题。
第二，新课学习。教师活动：1）用课件来演示地球的自转与公转运动图；2）让学生进行观察和思考，总结出地球自转与公转的主要区别。学生活动：1）仔细观察多媒体课件中关于地球自转与公转的动画演示；2）作对比分析，归纳和总结出二者的区别。
第三，演示和探究。教师活动：1）将学生分成四人组，每组配一个地球仪，让其自主阅读教材中和地球自转相关的内容，并根据这些内容用地球仪来进行演示，再进行讨论，总结出地球自转的特点；2）让所有小组逐一对地球自转的定义、特点、周期和方向等进行回答。学生活动：1）认真仔细地阅读教材内容，观察地球仪，主动进行探究；2）进行小组合作探讨，通过对比分析，得出结论，并大胆地表达出来。
第四，绘图。教师活动：1）在黑板上绘出相应的俯视图（从北极的上空来看地球的自转方向）；2）让学生以此为依据，在纸上绘出另外一个俯视图（从南极的上空来看地球的自转方向）。学生活动：认真观察教师的绘图过程，准确地在纸上绘出相应的俯视图。
第五，动画演示。教师活动：1）利用多媒体动画对太阳日与恒星日的区别进行演示；2）播放地球角速度与线速度的动画视频；3）视频演示长江入海口淤泥堆积的方向，巧妙地引出“地转偏向力”这一知识点；4）提出问题：太阳日与恒星日有什么区别；对比悉尼和上海这两个城市的地转偏向力，有什么不同之处。学生活动：1）认真地观看视频，研究教材中的相关内容；2）小组讨论“太阳日与恒星日的区别”、“不同半球的地转偏向力在方向上有什么不同之处”。
第六，探究指导。教师活动：1）让学生阅读教材中有关地球公转的内容并观看多媒体中有关地球公转的动画；2）让学生分小组对地球公转特点进行讨论；3）让学生在黑板上对地球公转方向进行绘画。学生活动：细心观察、合作探究、大胆尝试。
第七，提出问题。教师活动：1）假如地球只会自转，不会公转，将会出现怎样的后果；2）假如地球只会公转，不会自转，又将会出现怎样的后果。学生活动：思考并回答上述问题。
第八，课堂小结。教师活动：在幻灯片上归纳和总结这一课的学习内容，并以知识体系的形式演示出来。学生活动：1）在笔记本上对本课所学内容进行总结；2） 完成教材上的课后练习题。
一、创设问题情境的原则
1.科学性。
地理也是一门科学性很强的学科,教师在设计问题时,首先应该遵循科学性原则,考虑提出来的问题是否经得起科学的检验,否则会弄巧成拙,误导学生。
2.针对性。
问题必须紧紧围绕科学目标,要体现教学重点、难点,能反映教材和教学大纲对教学的要求。教师在设计问题时,只要认真挖掘教材的重点和难点,研究教材中潜在的知识和知识点之间的内在联系,就能使所设计问题准确地反映教学的重点和难点。
3.可知性。
所设计的问题要让学生通过努力探索且必须努力探索才能作出正确的解释,不可太难,否则不但不能启发学生思维,反而会使学生思维停滞,导致“启而不发”,久而久之让学生感到地理“高深莫测”;也不可太易,否则会使学生感到地理知识“索然无味”,从而影响学生探求知识的兴趣。
4.程序性。
问题应按教学知识的发展过程,组成一个循序渐进、具有内在联系的问题体系,涉及的知识要从学生已有知识出发逐步接近到“最近发展区”。教师要把握住问题的程序性和实质的显示度。程序过细,问题的关节过于显露,不能引起争议,不利于思维的开展;程序过粗,隐含条件太多,学生不易抓住要点,会使讨论无法深刻进行或延缓教学进程。
5.新颖性。
问题要力争开阔、新鲜、奇特,给学生带来意外之喜,激发他们的求知欲,培养他们勤于思考的习惯。在不同时段对同一知识进行问题设计时,运用变式的方法可以达到所设计问题的新颖。
二、创设问题情境的途径
所谓创设问题情境,就是从学生熟悉的或感兴趣的自然现象、社会现象和日常生活中揭示一些有科学研究价值的问题,让学生分析解决,以引起学生的认知需要,使他们产生强烈的求知欲。现代教学论研究指出,问题是科学研究的出发点,是开启任何一门科学的钥匙。没有问题就不会有解释问题和解决问题的思想、方法和知识,没有问题也就难以诱发和激起求知欲。因此,创设问题情境已成为教学改革的热点。那么,创设问题情境有哪些途径呢?
1.品味生活,创设问题情境。
生活离不开地理,地理源于生活。我们只要对周围的生活多加留意,注意观察,收集素材,即可创设问题情境,让生活走进课堂,引起学生的共鸣。
例如:我们常吃的水果――柑橘,大家知道它生长在哪里?并分析它生长的环境。
我国柑橘分布在北纬16°―37°之间,海拔最高达2600米(四川巴塘),南起海南省的三亚市,北至陕、甘、豫,东起台湾省,西到的雅鲁藏布江河谷。柑橘性喜温暖湿润,在北半球主要分布在北纬35°以南区域有大水体增温的地域可向北推进到北纬45°。柑橘对土壤的适应范围较广,紫色土、红黄壤、沙滩和海涂,pH值4.5―8均可生长,以pH值5.5―6.5为最适宜。柑橘根系生长要求较高的含氧量,以土壤质地疏松,结构良好,有机质含量2%―3%,排水良好的土壤最适宜。
问:(1)温度要求是多少?(2)土壤要求是什么?(3)根据上述原理,请你总结江南地区盛产柑橘的原因和季节?通过练习,学生对江南地区地理环境的认识更加清晰,同时能增加生活常识。
2.演示实验,创设问题情境。
在地理教学中,实验也是一种重要的教学方式。实验具有直观、形象、明显等特点。在演示实验时,学生通过仔细观察,并不断琢磨、逐渐领会,能达到解决问题的理想境界。
例如:在讲热力环流时,教师可首先演示空气对流实验。在一间门窗紧闭的房内,将一支点着的蜡烛靠近一支点着的香烟。然后结合实验现象提问:香烟烟气的飘向情况如何?为什么?最后指出,大气的运动有垂直运动和水平运动之分,大气的垂直运动表现为气流上升或下沉,大气的水平运动即是风。由此可见,课堂教学话不在多在于精,言不在说在于引,地理实验创设问题情境,其价值在于激人思索,寓意深刻,富有启发,使学生由单纯接受知识的被动接受者变为积极主动的学习主体,这也正是素质教育的根本所在。
3.提出假设,创设问题情境。
假设是地理学习过程中的一种常用方法,尤其是自然地理部分,会遇到许多与事实状况相反的假设性问题,这些问题,虽是假设,但是对理解、复习巩固所学知识会有非常重要的作用。因此,我们在日常教学中要善于创设问题情境,引导学生通过假设,使复杂的问题简单化、抽象的内容具体化,让学生的创造性思维得到充分的发展。
例如:如果地球的自转方向变为自东向西,其它任何条件都不变,那么(?摇?摇?摇?摇)。
A.太阳日的长度会短于恒星日
B.北半球水平运动的物体不发生偏向
C.春分和秋分日,北京在6时之前日出
D.南半球副热带海区的洋流呈顺时针方向流动
看到这题,绝大部分学生觉得好奇,并且无从下手,从而集中了注意力。接着我分析:如果地球的自转方向变化了,那么与地球自转有关的一些现象将会随之变化,C的实质是指昼夜长短发生了变化,显然可以首先排除;而B中的水平物体偏向是地球自转的结果,只要地球在自转,它就应该存在,只不过地球反向自转的时候,北半球就应向左偏了;太阳日、恒星日都是地球自转的周期,正常情况下,即公转与自转同向,一个恒星日内地球上的某点随地球自转了360°后,还需再多转59’,才能正对太阳,所以太阳日比恒星日长3分56秒,但当公转和自转方向相反时,则少转59’即可面对太阳,所以太阳日也就比恒星日短了3分56秒;由于地球的自转,地球上形成了三圈环流,但自转方向变了,水平运动物体的偏向也应发生变化,这时南半球的东南信风会偏转为西南信风,而南半球的西风带则会变为东风带,故南半球副热带海区的洋流应呈顺时针方向流动。因此本题的正确答案为AD。
地球的运动是在变化着的，而且极不稳定。根据对“古生物钟”的研究发现，地球公转和自转速度在逐年变慢。如在4．4亿年前的奥陶纪，地球公转一周要412天；到4．2亿年前的中志留纪，每年只有400天；3．7亿年前的中泥盆纪，一年为398天。
到了一亿年前的晚石炭纪，每年约为385天；6500万年前的白垩纪，每年约为376天；而现在一年只有365．25天。天体物理学的计算，证明了地球自转速度正在变慢。科学家将此现象解释为是由于月球和太阳对地球的潮汐作用引起的。
石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟记时观测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。
科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化的原因与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉、向地心集中，轻元素上浮，岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。
除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一个椭圆，最远点与最近点相差约500万千米。当地球从远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度越快。由近日点到远日点时则相反，运行速度减慢。
还有，地球自动轴与公转轨道并不垂直；地轴也并不稳定，而是像一个陀螺在地球轨道面上作圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向，如北极点，而是围绕着这个点不规划地画着圆圈。地轴指向的这种不规则，是地球的运动所造成的。
科学家还发现，地球运动时，地轴向天空画的圆圈并不规整。就是说地轴根本就不是在圆周上的移动，而是在圆周以外作周期性的摆动，摆幅为9″。
由此可以看出，地球的公转和自转是许多复杂运动的组合，而不是简单的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人，一边时快时慢、摇摇摆摆地绕日运动着，一边又颤颤巍巍地自己旋转着。
地球还随太阳系一道围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息，这种奔波可能自它形成时起便开始了。
就现在地球在太阳系中的运动而言，其加速或减速都离不开太阳、月亮及太阳系其他行星的引力。人们一定会问，地球最初是如何运动起来的呢？未来将如何运动下去，其自转速度会一直变慢吗？
也许，人们还会问，地球运动需要消耗能量吗？若是这样，地球消耗的能量又是从何而来？它若不需消耗能量，那它是“永动机”吗？最初又是什么使它开始运动的呢？存在着所谓第一推动力吗？
