名师示范教学设计：5.3 凸透镜成像的规律 优秀教案 （八年级人教版上册）

第3节凸透镜成像的规律本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律。使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力，以及培养了对科学的求知欲，乐于探究的科学态度。由学生自主探究得到的凸透镜成像规律，而教材从提出问题开始就把主动权交给学生，由学生自主探究自己感兴趣的问题。为了降低学生理解凸透镜成像规律的难度，把另一个难点实像和虚像放到了探究实验之后，再让学生运用所学知识，分析生活中的透镜的成像原理。教材这样处理，又体现了课标从生活走向物理，从物理走向社会的思想。这一节的内容是本章的核心知识，承上启下。一个透镜，由于物距的变化原因，能形成不同性质的像，学生不容易想到。但凸透镜在照相机、投影仪、放大镜中的应用及成像特点，学生已有认识，这有利于教学。由于产生的原因不清楚，需要老师指导。三维目标知识与技能1知道实像和虚像的概念。2知道物距与像距的意义。3理解凸透镜成像的规律。过程与方法1通过观察与实验收集凸透镜成像规律有关数据。2学会对数据进行分析与论证，最后得出结论。3培养学生从物理现象中归纳出物理规律的能力。情感、态度与价值观1培养学生交流合作，评价探究结果的初步能力。2具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。3乐于参与观察，实验，制作的科学实践。教学重点1知道凸透镜的成像规律。2培养学生的科学探究能力。教学难点1根据实验数据，分析归纳凸透镜成像的规律。2实像与虚像的区别。教学方法 探究法、讨论法、实验法、观察法。课时安排1课时教学准备光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜、凸透镜成像原理的课件。导入新课问题1：凸透镜的光学性质是什么？如图的光路(视频展示)，对你有何启示？ 点评：会聚光线。不同的凸透镜会聚光的能力不一样，透镜焦距越短，表示它的折光能力越强。问题2：平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过凸透镜焦点的入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过光心的呢？说明：运用多媒体技术制作动画，上述光路图中的内容根据提问次序及讲解过程逐个添加展示。问题3：考察光路图你有什么发现？点评：同一个发光点发出的不同方向的光经凸透镜折射后相交于同一点。问题4：若在该点所在位置放一个光屏，光屏上就会出现一个亮点吗？为什么？点评：会，因为确实有光射到这一点。这就是发光点的像。展示课题导入新课。情景一：玩小水珠。把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠，观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问：问题：你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？情景二：演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板(墙壁)上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像？问题：如何区别像的正立、倒立？什么情况像明亮、清晰？问题：怎样区别实像和虚像？像与原物相比有什么特点？问题：像的放大、缩小是什么意思？点评：实像是由实际光线会聚而成的像，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。“放大”“缩小”指像与物比较的结果。“变大”“变小”指像本身的变化情况。问题：什么是物距、像距？点评：灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。问题引导：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么呢？能猜想一下吗？凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。设计意图：贴近学生的心理需求及生活实际提出问题，激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。活动1：感受像的多样性说明：回顾与再现播放多媒体，动画辅助1小孔成像情景2平面镜成像情景3通过凸透镜观察邮票的情景说明：展示与引入实物直观1照相机胶卷底片上的像2投影仪屏幕上的像活动2：感知凸透镜成像说明：实践与体验自主活动 1在光屏上寻找清晰的像2描述你所观察到的像3教师根据巡视中发现的典型问题作点评指导。例如：像不能呈现在光屏中央，须强调实验前调节的必要性及调节的方法。活动3：关注凸透镜成像1每个实验小组，分别在光屏上寻找放大和缩小的清晰像，并关注蜡烛、光屏到透镜的距离。2请大家议一议：成放大或缩小的像可能与哪些因素有关？推进新课一、基本概念 1主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC表示。2光心：通常位于透镜的几何中心，用“O”表示。3焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。4焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。5物距：物体到凸透镜的距离叫做物距，用u表示。 6像距：像到凸透镜的距离叫做像距，用v表示。7实像：由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现的像是实像。8虚像：不是由实际光线会聚而成，而是由光线的反向延长线相交而成，不能在光屏上呈现的像是虚像。二、实验探究器材：光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜说明：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。问题：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质(放大、缩小，倒立、正立，虚、实)强调注意事项及实验步骤：a将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度b将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置，点燃蜡烛c移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止d记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正e将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到烛焰的像f继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的？进行实验与收集证据：探究一：在光屏上找到物体完整清晰的实像。教师巡回指导：引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；光屏上的像最亮最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。探究二：探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。1.当u2f时，成倒立、缩小的实像，此时，fv2f。2.当u2f时，成倒立、等大的实像，此时，v2f。此点为成实像大小的分界点。3.当fu2f时，成倒立、放大的实像，此时，v2f。4.当uf时，不成像。此点为成像虚实的分界点。5.当uf时，成正立、放大的虚像。说明：教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行时可向教师要卡片，按提示继续实验。实验表格物距成像性质像距应用u2fu2f2fufufuf分析论证：根据成像的情况，对数据进行分类一、像的正倒二、像的大小三、像的虚实问题思考：1像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像，什么条件下成虚像？2像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像？有没有缩小的虚像？3像的倒正：凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？成实像时，物像在透镜的什么位置？虚像呢？4像的放大与缩小的条件：凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？5像的大小变化：当物体成实像时，物体逐渐靠近透镜时，像距是变大了还是变小了？像是变大了还是变小了？当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像是变大了还是变小了？6实像和虚像有什么不同？学生交流讨论：1焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。即一倍焦距内外分虚实。2二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。二倍焦距内外分大小。3实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。4uv，像是缩小的，uv，像是放大的。5成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即成虚像时，物近像小，物远像大。物体越靠近焦点像越大。6实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光线的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。归纳小结：倒立、缩小的像u2f倒立、放大的像2fuf正立、放大的像uf实像uf；虚像uf实像时，物距小，像距大，像也大。1凸透镜所成实像一定是()。A像比物大 B像比物小C像与物位于凸透镜两侧 D像总是正立的答案：C2凸透镜前25 cm处的物体沿主轴靠近透镜时，其所成的倒立、放大的实像将()。A由实变虚 B由虚变实C由大变小 D不发生变化答案：A3在研究凸透镜成像的实验中，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能形成烛焰的像，其原因可能是()。A蜡烛放在了凸透镜的二倍焦距以外B蜡烛放在了凸透镜的二倍焦距处C蜡烛放在了凸透镜的焦距以外D蜡烛放在了凸透镜的焦距以内答案：D4有四种不同焦距的凸透镜，如果要使在距凸透镜15 cm的物体在光屏上得到放大的像，那么凸透镜的焦距应为()。A5 cm B10 cmC15 cm D30 cm答案：B5若一物体从距凸透镜3倍焦距的地方，沿主光轴移到1.5 cm焦距的地方，则()。A像距变小，像变小 B像距不变，像不变C像距变大，像变大 D像距变大，像不变答案：C6一滴水在水平放着的塑料贺卡的字上，人看到水滴下面的字是()。A等大的实像 B等大的虚像C缩小的实像 D放大的虚像答案：D7关于凸透镜成像，下列说法正确的是()。A实像看得见，虚像看不见 B实像总是倒立的，虚像总是正立的C实像总是缩小的，虚像总是放大的 D实像和虚像都可能放大或缩小答案：B8某同学在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20 cm处看到一个正立、放大像，则此透镜的焦距可能为()。A16 cm B10 cmC25 cm D无法判断答案：C9在凸透镜成像中，_像是倒立的，_像总是正立的，缩小的像肯定是_像。答案：实虚实10将一个凸透镜对准太阳光，可在距透镜10 cm的地方得到一个最