制作简单的太阳系模型
第3章 浩瀚的宇宙 · 第2节 太阳系的组成与结构
制作简单的太阳系模型出自浙教版七年级上册《科学》第3章，是尺度估算与比例建模的代表活动。太阳系结构与行星公转规律是中考天文常考考点。学生最易在直径n倍对应体积n的三次方倍上算错。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）按九步流程拆解计算塑形布位，帮孩子把比例思维练扎实。
实验情境
太阳是太阳系的中心，八大行星围绕它运转。行星与太阳的距离、行星本身的大小都相差悬殊：木星的直径约为地球的11倍，水星只有地球的三分之一左右。如果用橡皮泥制作一个太阳系模型，太阳和八大行星应该做多大？摆在什么位置才符合真实的比例？让我们依据天体数据，动手制作一个等比缩小的太阳系模型。
实验目标
- 完成「制作简单的太阳系模型」实验并规范记录现象与结论
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 多色橡皮泥 | 按相对体积称量后捏制太阳与八大行星 |
| 纸板或厚纸 | 制作底座 |
| 剪刀、铅笔、尺子 | 绘制扇形底座并剪裁 |
| 胶水 | 固定天体模型 |
| 天平 | 按计算结果称量橡皮泥质量 |
| 计算器 | 计算相对直径、相对体积与模型距离 |
实验原理
模型按同一比例缩小：相对直径n倍的行星，相对体积为n的三次方倍
用天平按比例称量橡皮泥，按相对轨道半径布置位置。
实验步骤与现象
- 1准备工作：根据表3-5和表3-6，在表格中补充各天体的相对直径与相对公转轨道半径；找一块平整的地面，确保有足够的空间来制作太阳系模型，准备好所需的材料和工具。
- 2计算质量：根据太阳及八大行星相对地球的半径，计算它们的相对体积，并按比例确定模型所需的橡皮泥质量，填写表3-7。注意：如果相对直径是地球的n倍，则相对体积为地球的n³倍！因为不容易精准地比较橡皮泥的体积，我们改为比较质量。
- 3制作太阳：根据计算称量红色橡皮泥，双手搓揉塑造成一个球状的太阳。
- 4制作行星：根据计算称量橡皮泥，制作行星的模型。根据不同的行星选择不同的颜色：水星为灰色，金星为粉红色，地球为蓝色，火星为红色，木星为红色，土星为黄色，天王星为青色，海王星为蓝绿色等。若某些天体模型需要橡皮泥的质量过大，可通过标示数量说明来呈现。
- 5放置位置：根据表3-6的相对公转轨道半径，计算表3-8中的模型距离，将相应的行星模型放在适当的位置上。
- 6制作底座：使用纸板或厚纸，根据太阳系的比例绘制一个底座。由于模型整体过于庞大，可以将天体模型排布到同一方向，用铅笔和尺子绘制出准确的扇形形状，然后用剪刀将其剪裁出来。底座的半径应足够大，以容纳太阳和行星的位置。
- 7完成模型：将太阳和行星放置在底座上，确保它们的位置和距离符合实际比例，使用胶水将它们固定在底座上。
- 8调整修饰：用彩色纸剪出碎屑，撒在火星与木星轨道之间，代表小行星带；用彩色纸制作环状的土星环固定在土星周围；用彩色纸制作月亮的模型放在地球旁；用橡皮泥捏出哈雷彗星靠近太阳的形状；用笔标出八大行星公转方向等。
- 9评价模型：以小组为单位，根据表3-4完成评价量表的评分，并根据评价结果提出完善建议。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
换算相对体积把"直径n倍"当成"体积n倍"
后果：行星大小比例严重失真
正确做法：体积与直径的三次方成正比：直径2倍则体积8倍
称量橡皮泥凭手感分配质量
后果：模型比例与计算脱节，评价量表扣分
正确做法：按表3-7计算的质量用天平逐一称量
布置轨道行星间距均匀摆放
后果：忽略轨道半径差异，模型不符合实际
正确做法：按表3-8相对公转轨道半径计算模型距离后定位
实验结论
太阳系八大行星由近及远依次为水金地火木土天海；行星大小与轨道距离差异巨大，模型必须等比缩小才能反映结构。
拓展研究
- 1瑞典太阳系模型是世界上最大的永久性太阳系模型。该模型沿瑞典国土南北延展，把太阳系等比例缩小分布在瑞典境内各处。
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 太阳系的结构 | 七上第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 太阳居中、八大行星由近及远水金地火木土天海——顺序是中考填图必考 |
| 行星大小与距离比例 | 七上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 木星最大、水星最小；木星轨道半径约为日地距离的5倍 |
| 公转方向 | 七上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 八大行星公转方向相同（自西向东），俯视北极呈逆时针 |
| 模型法与比例思维 | 七上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 等比缩小才能反映结构；相对直径n倍→相对体积n³倍是计算题考点 |
| 哈雷彗星的回归 | 七上第3章 | ⭐⭐⭐ | 约76年回归一次，预测回归需要轨道周期数据 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
为什么用质量代替体积比较橡皮泥多少？
同种橡皮泥密度相同，质量与体积成正比；体积难以直接测量，用天平称质量更精准，两者等价。
相对直径是地球的2倍，相对体积是多少？
球体体积与直径的立方成正比，直径2倍则体积为2³=8倍，这是本实验最容易算错的一步。
八大行星排列顺序怎么记？
由近及远：水、金、地、火、木、土、天王、海王，可用"水金地火木土天海"口诀记忆。
小行星带在模型中怎么表示？
用彩色纸碎屑撒在火星与木星轨道之间，代表绝大多数小行星的分布区域。
为什么模型要把天体排到同一方向？
太阳系模型整体过于庞大，扇形底座只能覆盖部分轨道，将天体排布到同一方向可在有限底座上呈现尽可能大的轨道范围。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动，也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心，坚持“教方法、抓过程”，让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达，把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案，请点击页尾报名入口。
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