内容正文:
像工程师那样实践
—制作三球运动演示模型
观察:以下两图分别呈现的是什么天文现象?
日食
月食
模拟实验:利用三球材料模拟日地月公转,实现日食和月食。
日食示意图
月食示意图
讨论:日月地公转模型应该具备哪些特征?
周期 平均距离
月球公转 一个月 3.8×10^5千米
地球公转 一年 1.5×10^8千米
1.三球联动,地球绕日公转与月球绕地公转周期之比约为12:1
2.日地月直径比400:4:1
3.日地和月地距离比约400 :1
4.能演示日食和月食现象
【明确问题】
直径
(相对值)
月球 1
地球 4
太阳 400
思考:如何实现三球联动?
皮带传动
齿轮传动
链条传动
对比:哪种传动方式更适合三球运动模型的三球联动?
对比:哪种传动方式更适合三球运动模型的三球联动?
80齿转动1圈,
40齿转动_____圈 80齿转动1圈,
40齿转动_____圈 传动效率: (填高或低)
探究:齿轮传动的规律
(一)齿轮联动方式
外啮合齿轮联动
同轴齿轮联动
多齿轮联动
2
1
高
数目过多会影响流畅性。
总结:外啮合齿轮传动规律
80齿转动1圈,40齿转动2圈
120齿转动1圈,40齿转动3圈
=
=
=
=
转动周期比=齿轮数比
表示方法:80 :40
总结:同轴齿轮传动规律
大小齿轮转动周期始终相同,与齿轮数无关
表示方法:40(80)
80
120
计算下图齿轮组合转动周期比
120
80
40
40
二、设计方案
小组合作选择合适的齿轮,通过联动实现转动周期比12:1,并在学案上画出设计图。(齿轮可以用大小不同的圆表示)
120
80
80
40
20
10
40
40
40
80
80
120
10
120
40
40
40
10
120
40
40
40
方案一
方案二
方案三
评价:对以下三种方案进行可行性分析。
1.验收标准
三、制作检验、改进完善
评价维度 1分 2分 3分 自评
科学原理 三球模型立体 三球模型立体,位置合理 三球模型立体,位置大小比例合理
可靠程度 模型难以正常转动 模型转动流畅,偶尔打滑卡顿,但不影响使用 模型转动流畅,无打滑卡顿现象
制作工艺 模型外形较粗糙 模型外形较为美观 模型整体美观、精致
演示效果 无法演示日食 基本可以演示日食和月食,光源光线有时会被遮挡 可以完美演示日食和月食,光源全程无遮挡
四、发布产品、应用拓展
1.三球联动,地球绕日公转与月球绕地公转周期之比约为12:1
2.日地月直径比400:4:1
3.日地和月地距离比约400 :1
4.能演示日食和月食现象
资料2
月球公转的方向是自西向东,这与地球公转方向相同,但两者轨道面并不重合。月球绕地球公转的轨道面称为白道,而地球绕太阳公转的轨道面称为黄道。黄道和白道之间存在一个平均倾角,这个倾角大约为5度9分,这意味着月球的公转轨道面与地球绕太阳公转的轨道面不在同一平面上。这导致日食和月食不是每个月都会发生。
由于教室空间和材料等的限制,无法还原日地月三者的直径之比和距离之比。
如果还要继续多方位连续观察月食、月相等现象,可以也引入摄像头。模型动力来源可以用自发动机提供,更加简洁方便。
工程设计需要工程设计图才能制作出更加精准的作品,绘制的草图可以完善成三视图和工程设计图,利用激发打印或3D打印技术实现。
Lavf57.71.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.29.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.31
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