2024年秋初中物理八年級(jí)上冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡

PAGEPAGE6第5節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡課堂互動(dòng)探究鞏固復(fù)習(xí)教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.新課導(dǎo)入PPT展示各種望遠(yuǎn)鏡圖片.在探索宇宙的過程中，人類離不開什么觀測(cè)儀器呢？對(duì)，那就是望遠(yuǎn)鏡．仰望燦爛的星空，借助望遠(yuǎn)鏡可以將遙遠(yuǎn)的星空拉近一些．為什么望遠(yuǎn)鏡可以幫助人看得更遠(yuǎn)呢？今天這堂課我們就研究望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)原理，并制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡.進(jìn)行新課知識(shí)點(diǎn)1了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理1.望遠(yuǎn)鏡教師播放PPT,學(xué)生查閱相關(guān)資料.總結(jié)：望遠(yuǎn)鏡有不同的類型，其中有一種望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的.靠近眼睛的叫作目鏡，靠近被觀察物體的的叫作物鏡.物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，用來把這個(gè)像放大.【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】取兩個(gè)焦距不同的放大鏡，一只手握一個(gè)放大鏡，焦距短的放在眼前作為目鏡，焦距長(zhǎng)的作為物鏡.遠(yuǎn)離眼睛，通過兩個(gè)透鏡看前面的物體，調(diào)整兩個(gè)放大鏡間的距離，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？【現(xiàn)象分析】利用距離物體較近的凸透鏡使遠(yuǎn)處的物體成縮小的實(shí)像，這個(gè)實(shí)像再經(jīng)過距離眼睛較近的凸透鏡放大，就能看清楚較遠(yuǎn)處的物體了．【教師提問】這就是自制簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡了．你能總結(jié)望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)及成像特點(diǎn)嗎？【教師總結(jié)】備課筆記拓展延伸進(jìn)行新課【教師PPT展示】成像光路圖，并播放視頻總結(jié)望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)知識(shí)．視角與望遠(yuǎn)鏡的放大倍率【教師提問】細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)有疑問：物體距離物鏡很遠(yuǎn)，它的像卻離物鏡很近，根據(jù)前面探究的結(jié)果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)會(huì)感到物體被放大了呢？【點(diǎn)撥】原來，我們能不能看清一個(gè)物體，它對(duì)我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要.視角的大小不僅和物體本身的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān).望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大.【教師PPT展示】影響視角的因素：物體大小與物體遠(yuǎn)近．記憶口訣：距定物大視角大，物定距大視角?。窘處煱鍟?.視角的定義：從物體從物體兩端向人眼所引的兩條直線的夾角.2.視角的影響因素:視角的大小與物體本身的大小和物體到眼睛的距離有關(guān).物體越大，物體距離眼睛越近，視角越大.3.開普勒望遠(yuǎn)鏡的放大倍率:分析表明，開普勒望遠(yuǎn)鏡的放大倍率為物鏡的焦距與目鏡的焦距之比.備課筆記深度理解被觀察的物體通過望遠(yuǎn)鏡，第一次成倒立、縮小的實(shí)像，“倒立”是相對(duì)于物體而言的；第二次成正立、放大的虛像，“正立”是相對(duì)于第一次所成的像而言的.所以人眼通過望遠(yuǎn)鏡看到的是物體倒立的像.深度理解使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)感覺物體被放大的原因我們感覺到物體的大小取決于被觀察的物體對(duì)眼睛所成的視角的大小.望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大，所以感覺物體被放大了.進(jìn)行新課拓展顯微鏡顯微鏡的構(gòu)造物鏡的作用相當(dāng)于投影儀的鏡頭，被觀察的物體經(jīng)物鏡成一個(gè)倒立、放大的實(shí)像，該像落在目鏡焦點(diǎn)以內(nèi)；目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，把物鏡所成的實(shí)像再次放大.兩次放大后，我們就可以看清肉眼看不見的微小物體，如圖所示.知識(shí)點(diǎn)2設(shè)計(jì)與制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡【項(xiàng)目提出】科學(xué)家利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡接收到來自遙遠(yuǎn)星系的信息.通過分析這些信息，人們對(duì)宇宙了解得越來越深入了.根據(jù)透鏡成像的知識(shí)，同學(xué)們也可以自己制作一個(gè)如圖所示的望遠(yuǎn)鏡.【項(xiàng)目分析】要自己制作望遠(yuǎn)鏡，同學(xué)們需要完成以下任務(wù).1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理.2.設(shè)計(jì)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠(yuǎn)處的物體.3.根據(jù)你的設(shè)計(jì)方案，選用合適的器材，制作一個(gè)望遠(yuǎn)鏡.【項(xiàng)目實(shí)施】設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡自制的望遠(yuǎn)鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡.(１)確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率:為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可.進(jìn)行新課選擇物鏡和目鏡:望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡可以選擇老人閱讀用放大鏡的鏡片，也可以使用老花鏡的鏡片，還可以直接購買凸透鏡.利用本章所學(xué)知識(shí)測(cè)量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍率的要求，選擇適當(dāng)焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡.在選擇兩塊凸透鏡時(shí)，除了需要滿足焦距的要求，物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些.測(cè)量凸透鏡的直徑，以便制作直徑合適的鏡筒.應(yīng)選擇焦距較長(zhǎng)、直徑較大的凸透鏡作為物鏡，焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡.設(shè)計(jì)鏡筒:在用望遠(yuǎn)鏡對(duì)不同遠(yuǎn)近的物體進(jìn)行觀察時(shí)，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離.如圖所示，鏡筒可以設(shè)計(jì)成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時(shí)調(diào)節(jié).觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些.2.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡(１)制作:根據(jù)所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒.例如，可以選用焦距約為20cm,直徑約為5cm的物鏡；焦距約為10cm,直徑約為4cm的目鏡.同學(xué)們可以想一想：對(duì)于上圖所示的制作方案，你有沒有辦法減小望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)鏡筒間的縫隙？另外，還應(yīng)注意每段鏡筒的長(zhǎng)度需合適，以便留出前后調(diào)節(jié)的空間.根據(jù)凸透鏡的焦距、直徑等數(shù)據(jù)，以及對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的要求，我們可以利用現(xiàn)成的圓筒狀物品(如裝羽毛球的筒)，也可以通過截取適當(dāng)尺寸的長(zhǎng)方形紙板(如瓦楞紙板或其他材料)，并把它卷起來制成鏡筒.(２)試用與調(diào)整:把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體.在觀察時(shí)要通過對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠(yuǎn)鏡中看到遠(yuǎn)處物體清晰的像為止.【展示交流】同學(xué)們向其他同學(xué)展示自己的成果，介紹你的制作方案，分享你的收獲.例如，在制作望遠(yuǎn)鏡的過程中，你發(fā)現(xiàn)了哪些問題？你是如何改進(jìn)的？還要傾聽其他同學(xué)的講解，看看對(duì)你有什么啟發(fā).同學(xué)之間相互評(píng)價(jià)，比一比誰的望遠(yuǎn)鏡更完善.備課筆記使用望遠(yuǎn)鏡看到正立的像的方法(１)使用兩個(gè)相互垂直的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次.(２)物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡.方法指