今天,中国第二艘航母,也是第一艘国产航母在大连造船厂正式下水舾装,标志着中国国产航母的建造进入了一个新的阶段。我们用这个36秒的延时摄影回顾一下航母下水的全过程吧!
与很多人预测的时间不同,航母并没有在4月23日的海军节举行下水仪式,很多人猜测是因为潮汐的原因。究竟是不是呢?我们通过一个小活动来验证一下吧。
查一查
大连港的潮汐
我们知道,潮汐是地球上的海洋表面受到太阳和月球的万有引力(潮汐力)作用引起的涨落现象。当太阳和月亮处于同一直线,即新月或满月时,它们的合力一致,产生大潮;而当月球在上弦或下弦的位置,从地球看到的太阳和月球相距90度,产生小潮。
大潮示意图(图片来源:sciencebuddies.org)
小潮示意图(图片来源:sciencebuddies.org)
那么,今天的月相是怎么样呢,我们可以从美国海军天文台的网站中,查询到新月的具体时间(这里的时间是协调世界时):
(来源:http://aa.usno.navy.mil)
大潮的时候最适合大船下水了,但一天中也会出现周期性的涨潮和落潮,我们再看看航母下水的具体时间,是不是潮汐有关呢。
根据网上的信息,航母正式下水的时间是9时18分:
我们可以从中国海事服务网上查询到大连港的潮汐曲线表:
(图片来源:ocean.cnss.com.cn)
可以看到,在上午9时到10时,大连港的潮位高达307cm的满潮。看来,航母的下水时机确实与潮汐有关。
动动手
做一个潮汐模型
为了让学生更好的理解潮汐现象,我们可以选择做一个简单的活动,探究太阳和月亮对潮汐的影响。本活动源于exploratorium,点击:https://www.exploratorium.edu/snacks/tide-o-matic ,可进入网站并下载相关资料。
活动材料
必备材料:
地球-太阳系统模型纸模。在卡纸或其他硬卡纸上打印(最好彩色打印)
地月系统模型纸模。打印或描在透明纸上。
地球模型纸模,在卡纸上打印
剪刀
两个图钉
两个小而薄的软木塞(可以用酒瓶软木塞切割制成)
可选材料:
30 x 30cm的纸板或卡纸
点击可下载3个纸模:纸模.zip
活动步骤
活动一
1、沿着虚线剪下地球-太阳系统模型的纸模
2、剪下地球模型的纸模,注意:纸模以北极为中心。
3、用图钉插入地球模型中心的+号上,并钉在地球-太阳系统模型带有+号的圆圈中。
4、把图钉钉进软木塞。
5、如果准备了硬纸板,可以用另一个图钉钉住太阳,固定在纸板上,并用另一个软木塞固定住图钉。
操作和思考:
地球两侧的黄色椭圆,代表的是地球的潮汐隆起,让学生思考,潮汐隆起的地方在哪里?当地球围绕太阳旋转的时候,潮汐隆起的地方会发生变化吗?
地球绕图钉自旋一圈,哪一个地方会发生潮汐现象(你可以画一道子午线辅助观察)。
活动二:
1、将打印在透明纸上的地-月系统模型的纸模沿虚线剪下来。
2、拔出地球-太阳系统的图钉,将地-月系统的纸模插入图钉中,保证钉子穿过所有的+号。
3、把图钉再次钉入软木塞中。
操作和思考:
观察透明纸上的地-月模型,想一想,当月亮围绕地球旋转时,潮汐的隆起会如何改变。
转动透明纸的地-月模型,让月球处于地球和太阳之间(模拟新月),太阳的潮汐隆起和月球的潮汐隆起能重叠吗?保持月球和太阳不动,转动地球模型,世界上的每一个地方都能会产生高低潮现象吗?
从新月开始,月球逆时针转动四分之一圈,模拟上半月。看一看,太阳的潮汐和月亮的潮汐是否能够重合?
再转动四分之一圈,模拟满月,此时地球处于太阳和月亮之间,你发现了什么问题?
再次转动四分之一圈,模拟下半月,你又发现了什么?
在地球上找出你的位置,将它对准太阳(位于中午),并把月亮转动至新月位置。地球自旋一周,此时,月球也围绕着地球进行旋转,那二十四小时后,月球还是在新月的位置吗?它运行的角度是多少?(提示:月球每28天绕地球旋转一周)
如果月球一直处于新月的月相中,没有围绕地球转动,那么我们在什么时候能够体验到高低潮。
最后,教师从知识层面向学生解释活动中模拟的各个现象究竟代表什么。
通过潮汐现象解释的活动,让学生更加深入的理解课本中学到的知识,让学生能向其他人解释为什么航母选择在这一天下水。这对学生的学习课程知识有深刻的影响。