设计制作三球运动演示模型

实验情境

日食与月食是美丽壮观的天文现象，一直激发着人们的好奇心和探索欲望。你观察过日食和月食现象吗？你知道日食和月食的成因吗？传统的科普方式往往侧重于理论讲解和图表展示，但对于很多人来说，这种方式可能过于抽象和枯燥。让我们一起运用科学原理，设计制作三球运动演示模型，用更直观、生动的方式来展示日食与月食的科学奥秘。

实验目标

• 运用科学原理设计制作三球运动演示模型，展示太阳、地球和月球之间的相对位置和运动关系。
• 通过三球运动演示模型模拟地球和月球的运动，观察和理解日食和月食的发生条件和形成过程。
• 理解工程实践要经历明确问题、设计方案、实施方案、测试产品、产品展示、改进迭代等基本过程。

实验器材与材料

实验原理

实验步骤与现象

1. 1明确问题：任务——利用提供的器材设计制作三球运动演示模型，并用其演示日食和月食的成因；对照表5-3验收标准明确要求（能演示三球联动、月球绕地球公转与地球绕太阳公转周期比为12:1、能演示日食月食发生过程）。
2. 2设计方案：思考用齿轮实现动力传递时，实现公转比12:1的可能齿轮组合方案有哪些；确定评价齿轮组合方案的标准并选择最优方案；用设计图简明表示设计方案。
3. 3实施方案：
4. 4①安装齿轮组合——根据设计图用齿轮轴、垫圈、插销等配件将齿轮组合安装在孔臂上。
5. 5②制作三球——根据日食、月食的遮掩需求，确定太阳、地球、月球模型的大小关系，并用轻质黏土捏制。
6. 6③组装模型——按从下到上、从左到右的顺序组装底座、安装有齿轮组合的孔臂和日地月三球。。
7. 7测试产品：检查三球位置合理、齿轮组合方案正确、公转周期比为12:1，模型整体美观、转动流畅、无打滑，可演示日食月食且光源全程无遮挡。
8. 8产品展示和改进迭代：根据验收标准公平评价他人产品并提出改进建议，设计迭代方案并改进产品。

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：

实验结论

日食是月球挡住太阳射向地球的光，月食是地球挡住射向月球的光；齿轮传动比由齿数比决定。

拓展研究

• 1月相是地球上的人看到的月球的各种“圆缺”形态，月相的形成也和日地月三者的位置关系有关，请尝试利用三球运动演示模型探究月相的成因。附录：齿轮图片规格40齿（直径42mm）36齿（直径36mm）28齿（直径28mm）24齿（直径25mm）图片规格20齿（直径20mm）16齿（直径17mm）12齿（直径13mm）8齿（直径10mm）十字轴图片规格16号十字轴（长128mm）8号十字轴（长64mm）6号十字轴（长48mm）5号十字轴（长40mm）孔臂图片规格17孔臂5孔臂3孔臂轴套图片规格半轴套轴套紧栓轴销紧栓齿轮图片规格40齿（直径42mm）36齿（直径36mm）28齿（直径28mm）24齿（直径25mm）图片规格20齿（直径20mm）16齿（直径17mm）12齿（直径13mm）8齿（直径10mm）十字轴图片规格16号十字轴（长128mm）8号十字轴（长64mm）6号十字轴（长48mm）5号十字轴（长40mm）孔臂图片规格17孔臂5孔臂3孔臂轴套图片规格半轴套轴套紧栓轴销紧栓常见齿轮及其配件

实验考点小结与出题概率

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