2024年秋初中物理八年级上册教学设计（教案）第5节 跨学科实践：制作望远镜

PAGEPAGE6第5节跨学科实践：制作望远镜课堂互动探究巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入PPT展示各种望远镜图片.在探索宇宙的过程中，人类离不开什么观测仪器呢？对，那就是望远镜．仰望灿烂的星空，借助望远镜可以将遥远的星空拉近一些．为什么望远镜可以帮助人看得更远呢？今天这堂课我们就研究望远镜的光学原理，并制作简易望远镜.进行新课知识点1了解望远镜的基本原理1.望远镜教师播放PPT,学生查阅相关资料.总结：望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的.靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观察物体的的叫作物镜.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大.【学生实验】取两个焦距不同的放大镜，一只手握一个放大镜，焦距短的放在眼前作为目镜，焦距长的作为物镜.远离眼睛，通过两个透镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，你会发现什么现象呢？【现象分析】利用距离物体较近的凸透镜使远处的物体成缩小的实像，这个实像再经过距离眼睛较近的凸透镜放大，就能看清楚较远处的物体了．【教师提问】这就是自制简易望远镜了．你能总结望远镜的结构及成像特点吗？【教师总结】备课笔记拓展延伸进行新课【教师PPT展示】成像光路图，并播放视频总结望远镜的相关知识．视角与望远镜的放大倍率【教师提问】细心的同学可能会有疑问：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了呢？【点拨】原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要.视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关.望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大.【教师PPT展示】影响视角的因素：物体大小与物体远近．记忆口诀：距定物大视角大，物定距大视角小．【教师板书】1.视角的定义：从物体从物体两端向人眼所引的两条直线的夹角.2.视角的影响因素:视角的大小与物体本身的大小和物体到眼睛的距离有关.物体越大，物体距离眼睛越近，视角越大.3.开普勒望远镜的放大倍率:分析表明，开普勒望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比.备课笔记深度理解被观察的物体通过望远镜，第一次成倒立、缩小的实像，“倒立”是相对于物体而言的；第二次成正立、放大的虚像，“正立”是相对于第一次所成的像而言的.所以人眼通过望远镜看到的是物体倒立的像.深度理解使用望远镜时感觉物体被放大的原因我们感觉到物体的大小取决于被观察的物体对眼睛所成的视角的大小.望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大，所以感觉物体被放大了.进行新课拓展显微镜显微镜的构造物镜的作用相当于投影仪的镜头，被观察的物体经物镜成一个倒立、放大的实像，该像落在目镜焦点以内；目镜的作用相当于一个放大镜，把物镜所成的实像再次放大.两次放大后，我们就可以看清肉眼看不见的微小物体，如图所示.知识点2设计与制作简易望远镜【项目提出】科学家利用巨大的天文望远镜接收到来自遥远星系的信息.通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了.根据透镜成像的知识，同学们也可以自己制作一个如图所示的望远镜.【项目分析】要自己制作望远镜，同学们需要完成以下任务.1.了解望远镜的基本原理.2.设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体.3.根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜.【项目实施】设计简易望远镜自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜.(１)确定望远镜的放大倍率:为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可.进行新课选择物镜和目镜:望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜.利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍率的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜.在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，物镜的直径还要比目镜的直径大一些.测量凸透镜的直径，以便制作直径合适的镜筒.应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜.设计镜筒:在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离.如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节.观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些.2.制作及调试望远镜(１)制作:根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒.例如，可以选用焦距约为20cm,直径约为5cm的物镜；焦距约为10cm,直径约为4cm的目镜.同学们可以想一想：对于上图所示的制作方案，你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙？另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间.根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品(如装羽毛球的筒)，也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板(如瓦楞纸板或其他材料)，并把它卷起来制成镜筒.(２)试用与调整:把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体.在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止.【展示交流】同学们向其他同学展示自己的成果，介绍你的制作方案，分享你的收获.例如，在制作望远镜的过程中，你发现了哪些问题？你是如何改进的？还要倾听其他同学的讲解，看看对你有什么启发.同学之间相互评价，比一比谁的望远镜更完善.备课笔记使用望远镜看到正立的像的方法(１)使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次.(２)物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜.方法指