自然的奇迹水漩涡备课讲稿

1、自然的奇迹水漩涡 由于地转偏向力，物体在地球由于地转偏向力，物体在地球表面垂直于地球纬线运动时，由于表面垂直于地球纬线运动时，由于地球自转线速度随纬度变化而变化，地球自转线速度随纬度变化而变化，由于惯性，物体会相对地面有保持由于惯性，物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势，这就原来速度的运动方向的趋势，这就叫地转偏向力。在北半球，物体从叫地转偏向力。在北半球，物体从南向北运动，地球自转线速度变小南向北运动，地球自转线速度变小( (赤道处线速度最大赤道处线速度最大) )，物体由于惯，物体由于惯性保持线速度不变，于是就向东偏性保持线速度不变，于是就向东偏向，相对运动方向来说就是向右。向，相对

2、运动方向来说就是向右。从北向南运动时，地球自转线速度从北向南运动时，地球自转线速度变大，于是就向西偏向，相对运动变大，于是就向西偏向，相对运动方向也是向右。所以在北半球物体方向也是向右。所以在北半球物体运动时统一受到向右的地转偏向力。运动时统一受到向右的地转偏向力。同理，物体在南半球运动时统一受同理，物体在南半球运动时统一受到向左的地转偏向力。到向左的地转偏向力。 海洋漩涡海洋漩涡 参考我们的银河系，是一个包含恒星、气体的星际物参考我们的银河系，是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统。质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系，从只有数千

3、万典型的星系，从只有数千万(107)(107)颗恒星的矮星系到上颗恒星的矮星系到上兆（兆（10121012）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。的星云。 历史上，星系是依据它们的型状分类的（通常指历史上，星系是依据它们的型状分类的（通常指它们视觉上的形状）。最普通的是椭圆星系，有着椭圆它们视觉上的形状）。最普通的是椭圆星系，有着椭圆形状的明亮外观；螺旋星系

4、是圆盘的形状，加上弯曲尘形状的明亮外观；螺旋星系是圆盘的形状，加上弯曲尘埃的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近埃的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用，也许的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用，也许会导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所会导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。规则星系。 水龙卷水龙卷 是一种偶尔出现在温暖水面上是一种偶尔出现在温暖水面上空的龙卷风，它的上端与雷雨云相接，空的龙卷风，它的上端与

5、雷雨云相接，下端直接延伸到水面，一边旋转，一边下端直接延伸到水面，一边旋转，一边移动。这是一种涡旋，空气绕龙卷的轴移动。这是一种涡旋，空气绕龙卷的轴快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的吸引，水流被吸入涡旋的底部，并随即吸引，水流被吸入涡旋的底部，并随即变为绕轴心向上的涡流。包含大量水滴变为绕轴心向上的涡流。包含大量水滴快速旋转的气柱状水龙卷，其危险的程快速旋转的气柱状水龙卷，其危险的程度并不亚于龙卷风，内部的风速可超过度并不亚于龙卷风，内部的风速可超过每小时二百公里。每小时二百公里。 现在再来看这个水流产生的漩涡现在再来看这个水流产生的漩涡. .假如没有地假如没

6、有地转偏向力的话转偏向力的话, ,那么水流将会沿着从中心出发的放那么水流将会沿着从中心出发的放射状线条流入射状线条流入. .流入速度方向指向中心。例如在著流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上，用漏斗注水名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上，用漏斗注水实验时，水流呈垂直下降而不形成漩涡。在北半实验时，水流呈垂直下降而不形成漩涡。在北半球，流入速度方向偏右，所以流入的水流速度方球，流入速度方向偏右，所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置，这就形成了逆时针的漩涡。向指向中心偏右位置，这就形成了逆时针的漩涡。同理在南半球形成顺时针漩涡。同理在南半球形成顺时针漩涡。 涨潮与落潮相互作用

7、产生的大尺度涡叫漩涡，涨潮与落潮相互作用产生的大尺度涡叫漩涡，它是一种旋转的海流。中心向下运动叫涡旋，当它是一种旋转的海流。中心向下运动叫涡旋，当海岸和海底地形有相当深的窄通道时就会出现。海岸和海底地形有相当深的窄通道时就会出现。河流里的涡旋运动略有不同。在湍流的一定阶段，河流里的涡旋运动略有不同。在湍流的一定阶段，就会形成中心向上运动的旋转水流，叫做涌，在就会形成中心向上运动的旋转水流，叫做涌，在水面上很容易见到。水面上很容易见到。 火焰龙卷风的形成需要具备一定条件：火焰龙卷风的形成需要具备一定条件：强烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋强烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋转的空气涡流。这些空

8、气转的空气涡流。这些空气 涡流可收紧形成类似龙卷风结构，旋转涡流可收紧形成类似龙卷风结构，旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体。着吸入燃烧残骸和易燃气体。 一般在涡度方程中，幅合效应是影响涡一般在涡度方程中，幅合效应是影响涡度变化的最大因素。度变化的最大因素。 在火灾中，火的热力在火灾中，火的热力令空气上升，周围的空气从四方八面涌入，令空气上升，周围的空气从四方八面涌入，形成幅合，火焰龙卷风便形成了。有说在形成幅合，火焰龙卷风便形成了。有说在日本关东大地震，火灾处处，都发生了好日本关东大地震，火灾处处，都发生了好几起的火焰龙卷风。几起的火焰龙卷风。 在美国俄勒冈州格兰特狭口外，沙甸河一带，有在美国俄勒

9、冈州格兰特狭口外，沙甸河一带，有一个方圆仅一个方圆仅5050平方米的怪异的地方，被称为平方米的怪异的地方，被称为“俄勒冈漩俄勒冈漩涡涡”。这里有一座古旧的木屋，其歪斜程度犹如比萨斜。这里有一座古旧的木屋，其歪斜程度犹如比萨斜塔。走进木屋，会感到有一种巨大的拉力把你往下拉，塔。走进木屋，会感到有一种巨大的拉力把你往下拉，就像是地心引力突然加强了。如果往后退，还会感到有就像是地心引力突然加强了。如果往后退，还会感到有一只无形的手将你拉向木屋中心。一只无形的手将你拉向木屋中心。 一到一到“俄勒冈漩俄勒冈漩涡涡”，马会本能地回避，飞鸟也会突然地回头下垂，树，马会本能地回避，飞鸟也会突然地回头下垂，树干

10、则倾向北极。干则倾向北极。 在这座木房子里，任何成群飘浮着的物体都会聚成在这座木房子里，任何成群飘浮着的物体都会聚成漩涡状。在小屋里吸烟，上升的烟气即使有风也是慢慢漩涡状。在小屋里吸烟，上升的烟气即使有风也是慢慢地流动，逐渐加速自旋成漩涡状。撒出撕碎的纸片也飞地流动，逐渐加速自旋成漩涡状。撒出撕碎的纸片也飞舞成漩涡，就好像有人在空中搅拌纸片似的。舞成漩涡，就好像有人在空中搅拌纸片似的。 许多科学家对此谜进行过长时间考察，他们用铁链许多科学家对此谜进行过长时间考察，他们用铁链连着一个连着一个1313公斤的钢球，把它吊在木屋的横梁上，这个公斤的钢球，把它吊在木屋的横梁上，这个钢球明显地违背了重力定

11、律，倾斜成某个角度，晃向钢球明显地违背了重力定律，倾斜成某个角度，晃向“漩涡漩涡”中心。你可以轻易地把钢球推向中心。你可以轻易地把钢球推向“漩涡漩涡”中心，中心，但要把它推向外却很难。但要把它推向外却很难。 后来用仪器测定，显示这里有个直径约后来用仪器测定，显示这里有个直径约5050米的磁力米的磁力圈。但这个磁力圈不是固定不动，而是以圈。但这个磁力圈不是固定不动，而是以9 9天为一周期，天为一周期，循圆形轨道移动。循圆形轨道移动。 歪斜的木屋歪斜的木屋 1871年10月8日，一场森林大火席卷了威斯康星州东北部的格林贝湾两岸，总共可能有1000人丧生。 那年的10月初，这里是典型的印第安晚秋晴暖天气：微风吹拂，空气暖和而干燥。在过去几周的时间里，这里曾有多起小灌木林和森林起火，这大多是由伐木工遗留下的大量树枝权燃烧起来的。风小时，工人们和附近的人群还能控制住火势。然而10月8日正是星期天，西南风增大，使许多小火发展成熊熊大火。同时气温显著升高，从密尔沃基站的观测记录看，10月7日最高气温为19，而1