地球自转的角速度与线速度

实验目的

理解地球自转的方向，掌握角速度和线速度的分布规律。

实验原理

地球自转方向为自西向东，自转一周约 23 时 56 分（恒星日），教材中角速度约为每小时 15°（除极点外）。线速度 v = 2πR·cosφ / T，其中 R 为地球半径，φ 为纬度。赤道约 1670 千米/时，向两极递减，极点为 0。

实验器材

• 地球 3D 模型
• 地轴与赤道
• 不同纬度的观察点
• 角速度、线速度数值

实验步骤

1. 观察地球绕地轴的转动方向，确认自西向东
2. 从北极上空和南极上空分别观察转动方向
3. 选取赤道上一点，观察其角速度和线速度
4. 依次选取中纬度和高纬度的点，比较数值
5. 选取极点，观察其速度情况
6. 归纳角速度和线速度随纬度的变化规律

实验现象与结论

从北极上空看，地球自转呈逆时针；从南极上空看，呈顺时针。除极点外，各地角速度相同，约每小时 15°；线速度自赤道向两极递减，赤道最大约 1670 千米/时，60° 纬线处约为赤道的一半，极点为 0。

注意事项

• 角速度「各地相同」不包括南北极点。
• 注意区分恒星日与太阳日（24 小时）。

常见问题

地球自转的角速度是多少？

除南北极点外，各地约为每小时 15°，即每 4 分钟转 1°。

线速度为什么由赤道向两极递减？

纬度越高，到地轴的距离越小，同样转一周走的路程越短，线速度越小。