科里奥利加速度(科里奥利加速度的物理意义)

发布时间:2024-04-29 10:09:58

您好!关于科里奥利加速度,我了解到很多人对其还不甚了解。不过不用担心,我将在本次分享中向大家详细介绍一些关于科里奥利加速度的知识,希望能够解答您的疑惑。

  1. 科里奥利加速度 2ω×v是什么时候用? 2v×ω是什么时候用?
  2. 科里奥利加速度方向
  3. 高一必修1物理知识点归纳
  4. 科氏加速度的由来

科里奥利加速度 2ω×v是什么时候用? 2v×ω是什么时候用?

两个参考系可以是相互旋转的,例如高速离心机开动时试管参考系和桌面参考系就是相对旋转的.试管中的颗粒沿试管作直线运动,而相对于桌面却是螺线运动,因此我们也需要旋转坐标系之间的变换.考虑相对桌面s作转动的圆盘s′.如图2-17所示.设转动角速度ω为常矢量,指向垂直于盘面的z轴正方向,转动轴位于圆盘中心o′,桌面原点o与之重合.假定矢量a固定在s′上.注意到速度表示(2.2.10)式,dt时间内a的增量是 da=a(t+ dt)- a(t)=(ω×a)dt 如果矢量同时相对于s′有一个增量da′,则相对于s的增量将是 da=(ω×a)dt+da′于是我们有一般关系式:或者写作符号等式:显然,将位置矢量代入上式可得到速度的变换关系:式中带撇的导数仅表示是在s′系中进行而已,而并不表示时间上有什么不同.这对于其它矢量也适用.比如,任意矢量可以用两个起自原点的矢量来代替.以上做法完全可以推广到3维情形.符号等式(2.7.2)是线性的(满足分配律).对于速度矢量,我们有 可见在s系中的观察者看来,加速度由3部分组成.第一项是s′系中的 加速度.当质点在s′系中静止时,第三项的意义就可以明显看出:ω×(ω×r)=-(ω·ω)ρ (2.7.5) 即向心加速度.第二项称为科里奥利加速度(coriolis acceleration),这一项只有当质点在s′系中运动时才有非零的值.*(2.7.4)式与平面极坐标中的加速度表示式(§1.5)是否一致?如果角速度不是常矢量,(2.7.3)式和(2.7.4)式是否正确?如不正确,应该怎样修改?下面我们讨论地球转动的影响.自转着的地球取作s′系,一个“不转的”地球(平动框架)为s系.在地球参考系中,质点受到的重力加速度为 g=g0-2ω×v′-ω×(ω×r) (2.7.6) 我们知道 g0≈9.8m/s2 ω= 7.292 ×10-5rad/s 相比之下,惯性离心(centrifugal)项就小得多,|ω×(ω×r)|≤ω2r≈3.39×10-2m/s2<<g0 这样将它合并到有效重力加速度中去,(2.7.6)式就可以写成 mg=mgeff- 2mω×v′ (2.7.7) 最后一项即为运动物体上的科里奥利“力”.需要注意的是,这一项完全是由坐标系变换而来的,或者说是由于旋转坐标系中的观察者的看法与平动坐标系中的不一样而产生的.通常我们可以说,科里奥利‘力’是运动学效应.*科里奥利力与纬度有关吗?南半球和北半球情况有区别吗?根据(2.7.7)式可以对落体的偏向作出判断.粗略地说,落体的速度(零级近似)在-r方向.对于北半球,可以判定速度将偏向东方,也就是在-2mω× v′~ωk ×er= ωej方向.所谓落体偏东就是指的这件事.如果从(2.7.6)式考虑,结果会如何呢?*讨论:上抛物体会落在抛出点吗?地表的运动也一样受到科里奥利力的影响.从图2-18可以看出旋转导致运动偏向前进的右手方向.我们可以将速度分解以求得定量的结果:-2ω×(vθeθ+vjej)=2ω(vθeθ×k+vjej×k) =2ω(-vθcosθej+vjeρ) =2ωcosθ(-vθej+vjeθ) +2ωvjsinθer 式中径向项由于g项的存在可以忽略.前两项精确地显示了加速度指向运动方向的右手边.有关科里奥利力的典型例子有大气中的气旋(whirling).在天气预报节目中,你也许见到过卫星云图中逆时针的气旋.在南半球这种气旋是顺时针的.傅科(foucault,1819-1868)摆是展示地球旋转的极好例子.1850年,傅科在巳黎的万神殿(pantheon)用了一个摆长为67m的摆,摆平面的偏转明确地告诉人们地球是在旋转着的.科里奥利力在微观现象中也有所表现.例如,它使得转动分子的振动变得复杂了,使得分子的转动和振动能谱之间相互影响.

科里奥利加速度方向

水平向右。根据查询科技网显示,科里奥利加速度方向是水平向右,垂直于相对运动方向,由于地球的自转,导致对于运动物体而言,受到了一个侧向的作用力,因而称之为科里奥利力,根据牛顿第一运动定律,物体会继续保持匀速直线运动或静止状态,所以科里奥利力会使物体发生偏移,使得物体的运动方向发生了改变。

高一必修1物理知识点归纳

高一必修1物理知识点归纳1

a.牛顿第一定律(惯性定律)

1.内容:一切物体总保持匀速运动状态或静止状态,知道外力迫使它改变之中状态为止。

2.一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

3.物体运动状态的改变需要外力。

4.惯性的定义:物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性。

5.一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持。

6.惯性是物质的固有属性,不论物体处于什么状态,都具有惯性。

b.牛顿第二定律

1.内容:物体的加速度跟所受的合外力大小成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相.

2.表达式:f=ma

(1)定律的表达式虽写成f=ma,但不能认为物体所受外力大小与加速度大小成正比,与物体质量成正比。

(2)式中的f是物体所受的合外力,而不是其中的某一个力?当然如果f是某一个力或某一方向的分量,其加速度也是该力单独产生的或者是在某一方向上产生的

3.注意

(1)如果合外力的方向与物体运动的方向相同,则加速度的方向与运动方向相同,这时物体做匀加速直线运动。

(2)如果合外力的方向与物体运动的方向相反,则加速度的方向与运动方向相反,这时物体做减速运动。

(3)如果合外力不变(恒定),则加速度也不变(恒定),这时物体做匀变速直线运动。

(4)如果合外力为零,则加速度也为零,这时物体做匀速直线运动或处于静止状态。

c.牛顿第三定律

1.两个物体之间力的作用总是相互的。我们把其中一个力叫做作用力,另一个力就叫做反作用力。

2.作用力与反作用力的特点

(1)作用在两个物体上

(2)具有同种性质

(3)同时产生,同时消失。

(4)在同一直线上,方向相反。

高一必修1物理知识点归纳2

牛顿运动定律的应用

1、动力学的两类基本问题:

(1)已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.基本解题思路是:

①根据受力情况,利用牛顿第二定律求出物体的加速度.

②根据题意,选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等.

(2)已知物体的运动情况,推断或求出物体所受的未知力.基本解题思路是:①根据运动情况,利用运动学公式求出物体的加速度.

②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知力.

(3)注意点:

①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析,要善于画出物体受力图和运动草图.不论是哪类问题,都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键.

②对物体在运动过程中受力情况发生变化,要分段进行分析,每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况;某一个力变化后,有时会影响其他力,如弹力变化后,滑动摩擦力也随之变化.

2、关于超重和失重:

在平衡状态时,物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力.当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力.当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫超重现象.当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫失重现象.对其理解应注意以下三点:

(1)当物体处于超重和失重状态时,物体的重力并没有变化.

(2)物体是否处于超重状态或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,即不取决于速度方向,而是取决于加速度方向.

(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.

易错现象:

(1)当外力发生变化时,若引起两物体间的弹力变化,则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化,往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变。

(2)些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意,不注意题目条件的变化,不能正确分析物理过程,导致解题错误。

(3)些同学对超重、失重的概念理解不清,误认为超重就是物体的重力增加啦,失重就是物体的重力减少啦。

高一必修1物理知识点归纳3

向心加速度

向心加速度(匀速圆周运动中的加速度)的计算公式:

a=rω^2=v^2/r

说明:a就是向心加速度,推导过程并不简单,但可以说仍在高

科里奥利加速度

科里奥利加速度

中生理解范围内,这里略去了。r是圆周运动的半径,v是速度(特指线速度)。ω(就是欧姆的小写)是角速度。

这里有:v=ωr.

1.匀速圆周运动并不是真正的匀速运动,因为它的速度方向在不断的变化,所以说匀速圆周运动只是匀速率运动的一种。至于说为什么叫他匀速圆周运动呢?可能是大家说惯了不愿意换了吧。

2.匀速圆周运动的向心加速度总是指向圆心,即不改变速度的大小只是不断地改变着速度的方向。

高一必修1物理知识点归纳4

匀速直线运动的速度与时间的关系

●匀速直线运动

1、定义:物体沿着直线运动,而且保持加速度不变,这种运动叫做匀变速直线运动。

2、匀变速直线运动的分类:

3、匀变速直线运动的v-t图象

实验小车的v-t图象是一条倾斜直线。由此可知,无论Δt取何值,无论在什么时间阶段,Δt对应的`速度变化Δv都相同,即Δv/Δt不变,则物体的加速度不变。所以匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线。在数学函数图象中,Δv/Δt叫做图象的斜率,故v-t图象的斜率表示物体做匀变速直线运动的加速度的大小。

高一必修1物理知识点归纳5

线速度v=s/t=2πr/t2.角速度ω=Φ/t=2π/t=2πf

向心加速度a=v^2/r=ω^2r=(2π/t)^2r4.向心力f心=mv^2/r=mω^2_=m(2π/t)^2_

周期与频率t=1/f6.角速度与线速度的关系v=ωr

角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

主要物理量及单位:弧长(s):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(hz)

周期(t):秒(s)转速(n):r/s半径(r):米(m)线速度(v):m/s

角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2

注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。

(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。

高一必修1物理知识点归纳6

一、基本概念

1、质点

2、 参考系

3、坐标系

4、时刻和时间间隔

5、路程:物体运动轨迹的长度

6、位移:表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示,是矢量。位移的大小小于或等于路程。

7、速度:

物理意义:表示物体位置变化的快慢程度。

分类平均速度:方向与位移方向相同

瞬时速度:

与速率的区别和联系速度是矢量,而速率是标量

平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间

瞬时速度的大小等于瞬时速率

8、加速度

物理意义:表示物体速度变化的快慢程度

定义:(即等于速度的变化率)

方向:与速度变化量的方向相同,与速度的方向不确定。(或与合力的方向相同)

二、运动图象(只研究直线运动)

1、x—t图象(即位移图象)

(1)、纵截距表示物体的初始位置。

(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动。

(3)、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。

2、v—t图象(速度图象)

(1)、纵截距表示物体的初速度。

(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化)。

(3)、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向。

(4)、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。

(5)、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移。

三、实验:用打点计时器测速度

1、两种打点即使器的异同点

2、纸带分析;

(1)、从纸带上可直接判断时间间隔,用刻度尺可以测量位移。

(2)、可计算出经过某点的瞬时速度

(3)、可计算出加速度

科氏加速度的由来

当空气环绕着旋转的地球表面远距离移动时,它最初的向东的动量在地表开始改变。我们知道,地球是由西向东旋转的,赤道地区旋转的线速度最大,随着纬度越高,线速度越来越小,到了极点减为零。设想空气从低纬度地区移向北极:在最初,空气是具有与源地相同的向东速度的;当空气接近极点时,在那儿的地球转动为零,而这股空气却继续保持着它原来的向东的动量(假设没有因为摩擦而耗损的话),于是它会相对于目的地的地表转向东面。这样,即使空气以相当直的路线越过纬线向极地方向前进,相对于地球,它看起来会是同时朝东转向越过经线。

一个名叫古斯塔·加斯佩德·科里奥利的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种效应,所以科学界用他的姓氏来命名此种力。我们通常也称它为地转偏向力。在北半球,科里奥利力使风向右偏离其原始的路线;在南半球,这种力使风向左偏离。风速越大,产生的偏离越大。于是,在北半球,当空气向低压中心辐合时会向右弯曲,形成了一个逆时针方向的旋转气流。从高压中心辐散出来的空气,则因为向右弯曲而形成了顺时针方向的旋风。我们把逆时针旋转的叫做气旋,把顺时针旋转的叫做反气旋。在南半球,上述的情形正好相反。

科里奥利效应使风在北半球向右转,在南半球向左转。此效应在极地处最明显,在赤道处则消失。如果没有地球的旋转,风将会从极地高压吹向赤道低压地区。

科里奥利效应在极地最显著,向赤道方向逐渐减弱直到消失在赤道处。这就是为什么台风只能仅仅使云形成在5纬度以上的地区。

科里奥利力不仅仅对风产生影响,任何一个环绕地表的远距离运动都会受到它的捉弄。在一战期间,德军用他们引以自豪的射程为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。直到那时为止,他们从没担心过科里奥利力的影响,因为他们从没有这样远距离的开火。

当然,对于近距离的运动,科里奥利力影响极小。从场地一边把篮球抛到另一边的运动员,考虑科里奥利力的影响而需要调整自己投球的偏移量为1.3厘米。

在大气层的高处,科里奥利效应是一个重要的因素。在大约5500米或更高的地方,空气没有与大山、树木的摩擦,它能够不断地增强力量并达到惊人的速度。当气压差不断地把这些风推向低压地区时,空气就会受科里奥利力的影响而转向,最终会沿着等压线吹动。

到此为止就是关于科里奥利加速度的介绍了。非常感谢您抽出时间来阅读本文。如果您需要更多与科里奥利加速度、科里奥利加速度相关的信息,请在本站搜索。

科里奥利加速度(科里奥利加速度的物理意义)

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