“寻找”地转偏向力

临沂大学附属中学（276005） 朱爱华

“寻找”地转偏向力

临沂大学附属中学（276005） 朱爱华

“水平运动物体的地转偏向”是地球自转的地理意义之一，成因不作教学要求，但其偏转规律却是教学的重点和难点。每当学到该内容，总有一部分学生始终无法运用地转偏向力的规律去解决实际问题，特别是对水平运动物体偏转方向的判断存在很大疑问。为突破这一难点，我发动学生到实际生活中“寻找”地转偏向力，在“寻找”的过程中感悟、领会地转偏向力的规律。

地转偏向力；探究活动；地理教学

一、活动背景

现行高中地理教材必修一（鲁教版）有：受地球自转的影响，在地表作水平运动的物体，其运动方向有发生偏转的现象。北半球向其运动方向的右侧偏转；南半球向其运动方向的左侧偏转；沿赤道运动的物体，其运动方向不发生偏转。这种使水平运动物体方向发生偏转的力，称为地转偏向力。在地理环境中，地转偏向力的作用实例很多。

“水平运动物体的地转偏向”是地球自转的地理意义之一，成因不作教学要求，但其偏转规律却是教学的重点和难点。每当学到该内容，总有一部分学生始终无法运用地转偏向力的规律去解决实际问题，特别是对水平运动物体偏转方向的判断存在很大疑问。为突破这一难点，在新课学完之际，我发动学生到实际生活中“寻找”地转偏向力，也就是寻找、发现地转偏向力存在的事实，在“寻找”的过程中感悟、领会地转偏向的规律。号召发出后，立刻得到了全体同学的一致响应，同学们纷纷表示愿意去实际生活中亲自“找一找”。

二、活动目的

1. 通过活动，直接接触地转偏向力作用的各种事实，在心灵上获得种种深刻的印象，以加深对地转偏向力的存在及其偏转方向、影响的认识。

2. 通过活动任务引导，培养问题意识、合作意识以及探究意识，为以后地理合作探究活动的开展奠定基础。同时，学会从地理的视角观察、分析世界的方法，逐渐形成一双“地理眼”。

3. 通过活动，进一步认识自然环境对人类活动的影响，进一步感悟“地理是生活中的地理”“地理是对终生发展有用的地理”的课程理念。

三、活动要求

1. 每6人一组，全班分8个小组，每组设组长、记录员、汇报员各一名。组长负责总体组织和协调。

2.“寻找”之前，要集体研讨，统一认识，以保证寻找、观测的有的放矢。如实际生活中，有哪些物体在作水平运动？这些物体的水平运动方向，受地转偏向力作用后应该有怎样的表现？我们要寻找的这类水平运动物体，在学校或住所周围哪些地方可能存在？我们要寻找的目标证据是什么？电视、互联网、报刊杂志等报道、登载的一些现象，哪些也与地转偏向力有关？

3. 观测要细致，记录要详实，分析要准确到位。附观测记录表，如下。

观测地点观测时间作用案例观测描述小组成员记录人

4. 无论是外出实地考察还是上网搜寻等探究活动，一定要遵守有关规定，注意人身、财物安全。

5. 两周左右时间完成。

四、活动展示与纠错

两周后，每个小组都“找”到了不止一个的地转偏向力作用案例，还有小组案例重叠现象，如沂河、祊河多处河段右岸比左岸深、台风云图显示的风的旋转方向，几乎每个小组都“找”到了。各小组将寻找记录的“结果”在全班一一展示汇报。“寻找”结果汇总整理如下。

1. 水漩涡的形成，蕴含地转偏向力。在家中或学校的水池内，塞上塞子，放入小花瓣等漂浮物，打开水龙头向水池注水至满，观察漩涡水流方向（即漂浮物的运动轨迹），发现水漩涡方向如图1中A所示；待“水平浪静”，拔掉塞子，再观察漩涡水流方向，发现水漩涡方向如图1中B所示。这说明，水在由中心向四周或由四周向中心水平流动的过程中，方向发生了变化，都是沿运动方向向右偏转。促使这水流方向向右偏转的力，即是地转偏向力。不过当你打开水龙头向水池注水或拔掉水池的橡皮塞时，会发现有时水流也并不是顺时针（注水）或逆时针（放水）旋转流走的，因为水流这样短距离的运动，运动形态更多地受到水池形状或者水龙头喷射角度的影响。

图1 水漩涡的方向

图示说明：图中虚线是表层水的原始流动方向，实线是水的实际流动方向。当向桶中注水时，水从注水点向四周流动，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈顺时针方向旋转。放水时表层水都流向下层出水点，北半球在地转偏向力的作用下右偏，漩涡呈逆时针方向旋转。

2. 学校附近沂河、祊河的多处平直河段右岸比左岸深，蕴含地转偏向力。经过实地考察，发现沂河、祊河平直河段，多处划船（要求水较深）等娱乐活动都在沿水流方向的右岸，如2011年世界杯划水赛（临沂站）活动水域选在沂河南湖心岛西岸，是沂河沿水流方向的右岸；左岸涉水活动则较少。说明平直河段，右岸水较深，左岸水较浅，这是地转偏向力作用的结果。

3. 从转动的伞面（或地球仪）中心滴下的墨水，运动轨迹呈曲线，蕴含地转偏向力。在伞面中心（或地球仪上的北极点）沿某根“经”线滴一滴蓝墨水，墨水沿“经”线流动；重复前面操作，同时逆时针转动伞面（或自西向东转动地球仪），观察蓝墨水运动轨迹，会发现蓝墨水运动轨迹不断向右偏转。这证明北半球地球逆时针方向自转，水平运动物体方向右偏，如图2。南半球应相反（左偏）。

图2 转动伞面上的墨水运动轨迹

图示说明：图中虚线是蓝墨水的原始流动方向，实线是蓝墨水的实际流动方向。

4. 铁轨右轨内侧磨损严重，蕴含地转偏向力。经过对临沂火车站附近铁轨的实地观测，发现右轨比左轨内侧磨损严重。原因是火车在行走过程中，受到北半球向右的地转偏向力，对右轨的挤压力大，时间久了，右轨出现比左轨磨损严重的情况。

5. 植物秧藤的缠绕方向，多是顺时针向上缠绕，蕴含地转偏向力。走进校园紫藤花廊，走进大自然，走进菜园子，仔细观察紫藤花的“藤”，黄瓜、丝瓜的“秧”，葡萄架上的“须”，发现它们的缠绕方向大多是顺时针方向向上缠绕的。说明这些秧藤受到了北半球向右的地转偏向力的影响。

6. 台风的旋转上升，蕴含地转偏向力。从电视天气预报台风的旋转移动、台风云图中可以看出，台风是一边旋转一边移动的。旋转的台风是地转偏向力作用的结果。同样，常出现在操场、楼道中的小旋风，陆地上的龙卷风，仔细观察发现它们都是逆时针方向旋转上升的（北半球），这也是地转偏向力作用的结果。图3是国际空间站宇航员迈克-弗萨姆拍摄到的“卡蒂亚”飓风云图，图4为北半球陆上的龙卷风图。从图中不难看出，无论是台风还是龙卷风，北半球都是逆时针方向旋转上升的。

图3 “卡蒂亚”飓风云

图4 北半球陆地龙卷风

7. 射击场上，一般瞄准目标左侧射击，蕴含地转偏向规律。据当过兵的叔叔说，远距离瞄准目标射击时，朝向目标稍偏左些的位置，命中率更高。这是因为我国地处北半球，子弹受到沿运动方向偏右的地转偏向力的作用，到达目标时会稍偏右一些。所以我们瞄准目标射击时，朝向目标稍偏左些的位置，命中率会更高。不过，近距离运动的物体，地转偏向很小。如从场地一边把篮球抛到另一边的运动员，若考虑地转偏向力的影响则需要调整自己投球的偏移量仅为1.3厘米。

某小组提供的案例：在一战期间，德军用他们引以为自豪的射程为113千米的大炮轰击巴黎时，懊恼地发现炮弹总是向右偏离目标。此前，他们从没担心过地转偏向力的影响，因为他们从没有这样远距离的开火。

8. 跑道上的跑行方向，蕴含地转偏向规律。我们发现上体育课、运动会或锻炼时，人们总喜欢沿逆时针方向跑行，如图5。这应该是北半球地转偏向规律在实际生活中的体现。

图5 跑行方向与作用力

图示说明：A同学是逆时针方向跑，正好在弯道处。从图上可以看出，地转偏向力向外，而身体倾斜产生一个向内的向心力，二力方向相反，更易平衡，过弯道处不易跌倒。B同学是顺时针方向跑，也正好在弯道处。从图上可以看出，地转偏向力和身体倾斜产生的向内的向心力方向相同，不易平衡，过弯道处容易跌倒。

人类的发源地都在北半球，人们长期受地转偏向力的影响形成了这一习惯，所以哪怕到了南半球，人们还是习惯于这样的行为。

9. 风扇等机械设备的旋转方向大多都是顺时针，蕴含地转偏向规律。观察我们（北半球）所见到的电扇、电机、柴油机、水轮机等，大多都是顺时针方向旋转，这也应该是北半球地转偏向规律在工业生产中的应用。如图6。

图6 机械设备旋转方向与作用力

图示说明：从图上可以看出，在北半球顺时针方向旋转（左图），地转偏向力指向轴心，由于物质的向心作用，使机械设备更耐用、更牢固。而逆时针方向旋转（右图）时，地转偏向力指向外，由于物质的离心运动，机械设备易损坏，使用寿命缩短。

10. 我国车辆、行人靠右行，蕴含地转偏向规律。观察车辆和行人的行驶习惯，发现我国车辆、行人皆靠右行，符合地转偏向规律，靠右行比靠左行更科学。如图7。

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图7 行驶方向与作用力

图示说明：A图为靠左行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向道路中间，更容易与对面驶来的车辆相撞，发生车祸的频率增加。B图为靠右行，北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏，都偏向路边。路边是司机开车注意力的集中点，司机会不断调整方向来保证行车安全。车辆靠右行，导致人也靠右行，这样会更安全些。不过，不是北半球所有国家或地区的车辆、行人都靠右行，但靠右行是最为合理的，因为它符合地转偏向规律。

在各小组展示的“寻找”结果中，绝大部分都符合活动要求，但也有些是不符合条件的，举例如下：

1. 观察从高空自由下落的物体，落地点总比目标点偏东些（如图8）。这是否蕴含地转偏向力？该案例不是地转偏向力作用的结果。一方面，地转偏向力只与水平运动的物体有关，与非运动或垂直运动的物体无关。另一方面，无论南北半球该实验结果都相同，也无法区分南北半球地转偏向的差异。该现象的产生，是由于地球自西向东自转，高空处物体向东的自转线速度大。由于受到一个向东的惯性作用，图中实际落地点B比目标地A偏东一些。

图8 自由落体落地点与目标点

2. 临沂沂河、祊河弯曲河段多处左岸比右岸深，是否是地转偏向力向左？在河流转弯处，地转偏向力对河流的影响很小，主要是流水的惯性在起作用。一般来说，凹岸处流水的惯性冲刷作用强，水深较深，所以在河流凹岸处常建设码头；而凸岸一般泥沙淤积较严重，水浅，地势往往也开阔，发展空间大。所以居民点常位于凸岸，如图9。因此，弯曲河段左右岸水的深浅，不一定是地转偏向力作用的结果。只有平直河段，地转偏向力作用才表现明显。

图9 码头、居民点的选建

3. 河流中的水漩涡（洪水期间更常见），都是地转偏向力的原因？

图10是外出拍到的沂河中的一个水漩涡，这个水漩涡与地转偏向力有关吗？注意图中的水漩涡，是顺时针方向旋转的，它不符合北半球地转偏向规律。实际上，河流中水漩涡的形成，受很多因素（如河床起伏、河道弯曲、水流方向等）的影响，所以表现为同一河段既有顺时针方向漩涡，也有逆时针方向旋涡。

图10 河流中的水漩涡

五、活动小结与提升

1. 活动层面

（1）通过活动，学生动手能力得以提高，问题意识、合作意识以及探究意识大大增强，学习地理的热情空前高涨，这是活动之始所没想到的。

（2）积极参与“寻找”或成果展示的学生，大多为平时善于表现、成绩相对较好的学生。出现争议时，很多学生不是积极探寻、思考，而是在等待少数成绩较好学生的结论，自主探究意识不强。以后的活动中，教师要密切关注这种不公平现象，给予那些不善表现的学生以展示和分析探究问题的机会。日常教学中，应进一步引导学生发现问题、解决问题，培养学生善于思考、大胆质疑的思维品质。

2. 知识层面

学生通过实地观察、亲临感知、查阅资料、合作探究、激烈辩论、深入思考，对地转偏向力有了全面、深刻的理解。他们的感悟总结如下：

（1）地转偏向中“左”或“右”，是相对于物体水平运动的方向（运动物体的去向）而言的，不是指人的左边或右边。

（2）地转偏向力的大小受纬度、物体运动速度的影响，表现程度有很大差异。低纬度地区，表现微弱。如果又有其它力的干扰，或许它的表现就更不明显。

（3）对近距离运动的物体，地转偏向力的表现会很不明显。

（4）能表现出受地转偏向力影响的，必须是水平运动的物体，非运动或垂直运动物体方向的偏移与地转偏向力无关。

（5）地转偏向力对气流和水流水平运动的影响最明显，而对人为控制方向的飞机、汽车、轮船等航向的影响表现不明显。

（6）当河流出现曲流时，因水流惯性，凹岸流水侵蚀大于地转偏向侵蚀。

（7）地转偏向力对环境的影响，不是一朝一夕就能显现出来的，是日积月累长时间作用的结果，是靠水滴石穿般的毅力。

本文案例供同行讨论。

（责任编校：朱楠）