最新傅科摆教学文稿.ppt

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1、傅科摆傅科摆（Foucaultpendulum）指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，从而有力地证明了地球是在自转，傅科摆由此而得名！姓名:龚雷锋学号:20130150409__________________________________________________基本概述证明自传历史实验悬挂方法自转惯性傅科巧手_________________________________________

2、_________基本概述为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行，摆长67米，摆锤重28公斤。在傅科摆试验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自

3、转。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。__________________________________________________证明自传1616年伽利略接受罗马教廷的审判，当他被迫承认地心说的时候，有人记载说，伽利略喃喃自语道：“可是地球仍然在动啊！”伽利略是否说过这句话已经不可靠，按理说后人杜撰的成分比较大。很难想象有人听见了伽利略低声说出的“异端”言论，并且把它记录了下来，更何况当时伽利略已经神志不太清醒。圣经说大地是不动的；而地球是存在自转和公转。那么，一个问题是，如何观察到地球的运动——比

4、如自转呢？__________________________________________________历史实验时间回溯到1851年的巴黎。在国葬院（法兰西共和国的先贤祠）的大厅里，让·傅科（JeanFoucault）正在进行一项有趣的实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索，绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆锤的下方是巨大的沙盘。每当摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。实验开始了，人们惊奇的发现，傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的

5、轨迹（准确地说，在这个直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米）。“地球真的是在转动啊”，有的人不禁发出了这样的感慨__________________________________________________悬挂方法摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。为解决这一问题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置－万向节（如图），从而使摆动平面超然于地球的自转。__________________________________________________自转惯性<核心原

6、理>傅科的这个摆的是一个演示地球自转的实验。这种摆也因此被命名为“傅科摆”。傅科摆为什么能够演示出地球自转呢？简单的说，因为惯性。通常，我们说“地球具有自转”的时候，我们并没有明确出它到底相对于什么自转。这是一个非常重要的问题，如果没有参照物，谈论运动是不可想象的。还没有办法在空间中打上一根钉子作为绝对的参照物，因此，我们只能依靠较远的、看起来似乎是静止的天体作为参照物。事实上，那些天体也绝不是“空间中的钉子”，只不过因为它们实在太遥远了，我们不妨——事实上恐怕也是唯一的选择——把它们作为参照物。以遥远的恒星作

7、为参照物，一个物体不受外力作用的时候，将一直保持它的运动状态。这也是牛顿第一定律的内容。__________________________________________________自转惯性<核心原理>摆是一种很有趣的装置。给摆一个恰当的起始作用，它就会一直沿着某一方向，或者说某一平面运动。如果摆的摆角小于5度的话，(高中物理书允许在10°之内)摆锤甚至可以视为做一维运动的谐振子。__________________________________________________自转惯性<核心原理>考虑一

8、种简单的情况，假如把傅科摆放置在北极点上，那么会发生什么情况呢？很显然，地球在自转——相对于遥远的恒星自转。同样，由于惯性，傅科摆的摆锤相对于遥远恒星的运动方向（平面）是不变的。（你可以想象，有三颗遥远的恒星确定了一个平面，而傅科摆恰好在这个平面内运动。由于惯性，当地球以及用来吊起摆锤的架子转动的时候，摆锤仍然在那个平面内运动）那么什么情况发生了呢？你站在傅科摆附近的地球表面上，显然会