《大气层》中模糊概念的澄清和疑难问题的解决
2016-09-10徐珺
中学物理·初中 2016年12期
徐珺






1平流层的起始高度为什么赤道和两极不同
关于平流层的高度,有的教师认为是8~55千米,有教師认为是12~55千米,还有的认为是17~55千米.图1是与教材完全类似的图片,从图1可以看出,平流层的高度是12~55千米.平流层的起始高度到底是多少?
对流层在两极的厚度约为8千米,到赤道增大到17~18千米,所以平流层的起始高度是有差异的.教材中的12千米取的是平流层起始高度的平均值.
平流层的起始高度为什么在赤道和两极不同呢?
原因有二:一是赤道附近受太阳辐射热较多,温度较高,水汽可上升到较高的高度,两极反之;二是赤道附近的物体(大气和水汽也一样)受到的重力较小,所以水汽能上升到的高度较高.具体解析:如图2所示,在惯性系中,(万有)引力=向心力(提供物体随着地球转动)+重力,即重力是万有引力的一个分力.地球上的物体(如图3中假设是m1)受到的引力大小如图3中公式所示,地球是赤道略扁的球体,所以物体在赤道时r最大,引力最小.向心力的大小为f=m1Rω2(R是物体m1距地轴的距离,ω是地球自转的角速度),在赤道R最大,ω最大,m1是一个定值,所以f最大.根据三力的关系,能判断赤道上的物体受到的重力是最小的.当物体在两级时(地轴上相当于静止),向心力为0,引力=重力.此时重力最大,它的方向与引力相同,指向地心.
链接1重力的方向是否指向地心
重力的方向指向地心,严格的说是不正确的.
万有引力的方向“指向地心”;向心力的方向“垂直指向地轴……
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