跨学科实践：小孔成像-2024-2025学年人教版物理八年级上学期

基础教育精品课 教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 八年级 学期 秋季 课题 跨学科实践：小孔成像 教科书 书 名：八年级上册教材 出版社：人民教育出版社 出版日期：2024年7月 项目情景 大约两千四五百年以前，中国战国时期后期，中国的学者墨翟（墨子）和他的学生，做了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，指出了光沿直线进行传播的性质。这些都收藏在墨家的著作《墨经》中，并包含了大量关于物理知识和先进思想的内容，《墨子·经下》中记载小孔成像现象：“光之人煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。”这段文字描述了光的直线传播特性，以及物体通过小孔在另一侧形成倒影的现象。其中对小孔成像的原理进行了详细的阐述，并通过观察和研究得出了光线通过小孔形成的影像原理这一发现早于牛顿2000多年，被认为是光沿直线传播的第一次科学解释。 活动一 选择光源 活动二 选择小孔 活动三 选择光屏（薄膜） 问题1 （1） 太阳光线通过树叶的缝隙在地面上形成了一个个圆形小光斑，这些小光斑是怎么形成的？ （2） 由于什么原因呢？ （3） 这个光斑是树叶的空隙，还是树叶的像，还是太阳的像？ （4）这个像是虚像还是实像？ 活动四 创建小孔 问题2 （1） 如果改变不同的形状的小孔，会影响成像的形状吗？ （2） 如果改变物距，成的像有什么变化？ （3） 如果改变像距，成的像有什么变化？ 活动五 1、材料：蜡烛，纸杯，塑料薄膜，纸板，橡皮筋。 2、实验步骤： （1）制作光源：点燃蜡烛，放在一定的位置。 （2）制作小孔：在纸杯的底部上制作不同形状的小孔（圆形、正方形、三角形、长方形、五角星形）。 （3）制作光屏：在纸杯的杯口上蒙上一层塑料薄膜或者在一定竖直放置一张白纸。 孔的形状是圆形时，控制物体距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格1： 孔的形状 圆形 圆形 圆形 圆形 圆形 像距孔的距离（cm） 5 10 15 20 25 成像的大小 缩小 缩小 缩小 相等 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是正方形时，控制物体距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格2： 孔的形状 正方形 正方形 正方形 正方形 正方形 像距孔的距离（cm） 5 10 15 20 25 成像的大小 缩小 缩小 缩小 相等 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是长方形时，控制物体距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格3： 孔的形状 长方形 长方形 长方形 长方形 长方形 像距孔的距离（cm） 5 10 15 20 25 成像的大小 缩小 缩小 缩小 相等 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是三角形时，控制物体距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格4： 孔的形状 三角形 三角形 三角形 三角形 三角形 像距孔的距离（cm） 5 10 15 20 25 成像的大小 缩小 缩小 缩小 相等 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是五角星形时，控制物体距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格5： 孔的形状 五角星形 五角星形 五角星形 五角星形 五角星形 像距孔的距离（cm） 5 10 15 20 25 成像的大小 缩小 缩小 缩小 相等 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是圆形时，控制像距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格6： 孔的形状 圆形 圆形 圆形 圆形 圆形 物体距孔的距离（cm） 25 20 15 10 5 成像的大小 缩小 相等 放大 放大 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是正方形时，控制像距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格7： 孔的形状 正方形 正方形 正方形 正方形 正方形 物体距孔的距离（cm） 25 20 15 10 5 成像的大小 缩小 相等 放大 放大 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是长方形时，控制像距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格8： 孔的形状 长方形 长方形 长方形 长方形 长方形 物体距孔的距离（cm） 25 20 15 10 5 成像的大小 缩小 相等 放大 放大 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是三角形时，控制像距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格9： 孔的形状 三角形 三角形 三角形 三角形 三角形 物体距孔的距离（cm） 25 20 15 10 5 成像的大小 缩小 相等 放大 放大 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 孔的形状是五角星形时，控制像距孔的距离为20cm，观察成像的变化记录表格10： 孔的形状 五角星形 五角星形 五角星形 五角星形 五角星形 物体距孔的距离（cm） 25 20 15 10 5 成像的大小 缩小 相等 放大 放大 放大 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 1、 实验分析与交流 （1） 实验方法：控制变量法 （2） 由实验数据可知：小孔成像时，光屏成承接到是倒立的像，所以成的是倒立的实像。像的大小取决于像到孔的距离和物到像的距离。所成像的形状与物体的形状有关，与孔的形状无关。若穿过光线的孔太大就不会出现物体的像，只会看到一个光斑。 （3） 小孔成像的原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。 （4）和小孔成像的原理相同的 活动六 活动交流： 1、 在实践的过程中，由于蜡烛在燃烧的过程中，蜡烛越来越短，成的像怎么变化？有的孩子选择使用的是圆柱形的小夜灯，得出结论是小孔成像是正立的实像。你认为他的结论是否正确？为什么？对此请提出你的改进建议： 2、你是如何判断像和物是等大的？ 活动七 学生作品展示 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$