八年级物理上册第5章透镜及其应用第3节凸透镜成像的规律教案新版新人教版

1、第三节凸透镜的成像定律【教育目标】一、知识和技能了解凸透镜的成像规律。我们知道凸透镜成像的正反、大小、虚实和物距的关系。学习使用凸透镜的成像规则来说明简单的现象。二、过程和方法在分组实验中体验科学探索的全过程。从物理现象、实验数据中学习总结科学规则的方法。三、情感态度和价值观通过探究性学习活动，获得成功的喜悦。掌握学生积极与他人交流、合作的学习习惯。培养对科学的求知欲，初步确立实际应用科学技术的意识。【教育要点】组织指导学生进行实验探索凸透镜成像规律。【教育难点】指导学生进行修订实验，分析数据，总结，得出规则。利用凸透镜的成像规律来说明生活中的现象。【教育准备】人民教师用：凸透镜(焦距长度10

2、cm、5cm各1个)、触摸屏、蜡烛、光具座、火柴、玻璃球、多媒体ppt课件。学生用：凸透镜(焦距长度10cm个)、触摸屏、蜡烛、光具座、火柴。【教育过程】主要教育过程教育内容人民教师活动学生活动一、创设方案引进新课程看到“蝴蝶杯现象”的不可思议现象，引起了兴趣，引入了新的课程。【模拟】蝴蝶杯的显影过程加酒蝴蝶杯、古代饮料之一，以杯中“酒满蝴蝶显、酒干蝴蝶隐”奇异的视觉感知效应传到千古，被世人评价为“千金之宝”。 倒了酒的蝴蝶杯为什么会显示蝴蝶生动的画面呢？(设计意图：用“蝴蝶杯显影”这种不可思议的现象创造教室状况，刺激学生的学习兴趣和求知欲)本发明提供一种板书课题，5-3凸透镜的成像规律看着仿

3、真实验，感受蝴蝶杯的魔法，思考老师提出的问题。二、合作探索建构知识(一)提出问题(2)预想和假设【复习的问题】1 .通用相机、投影机、放大镜影像分别有哪些特征？2 .拍摄这些个图像时，从物体到凸透镜的距离有什么不同？【导向分析】通用相机、投影仪、放大镜都是在凸透镜的生活中应用，但使用时的条件不同，成像结果不同：通用相机拍摄远处的物体，将远处的物体缩小成胶片上的像的投影仪将物体放在附近，在远处的屏幕上形成大像的放大镜将物体缩小成胶片上的像。 可知凸透镜成像的正反、大小、虚实与物体到凸透镜的距离有关。(设定修订意图：通过复习通用相机、投影仪和放大镜的特征图像与各物体到凸透镜的距离关系，对学生提出问

4、题，为学生的合理推测提供依据【前置补偿】识别物体距离(u )和像距(v )物体距离(u ) :从物体到凸透镜的距离。像距(v ) :到凸透镜的距离。(设定修正意图：前置补偿物距离、像距、提出问题时用于正确、简洁表现的铺垫)凸透镜图像的正反、大小、虚实与物距有什么关系呢？【预想】听取学生的预想，做评估学生的预想。思考并分别回答：1 .通用相机为倒立、缩小的实像的投影仪为倒立、放大的实像的放大镜为正立、放大的虚像。2 .拍摄通用相机时远离镜头，拍摄幻灯机时靠近镜头，拍摄放大镜时靠近凸透镜。识别物距和像距，修正物距和像距的大小。【预想】根据已有的知识提出预想：物距离大，倒立、缩小的实像的物距离小，倒

5、立、放大的实像的物距离更小，正立、放大的虚像。(3)设定修订实验【过渡】预想是否正确需要通过实验来证明，以下共同设定实验来证明预想是否正确。实验器材如图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、触摸屏等。【诱导思考】利用给定的器材探寻凸透镜画像的正倒、大小、虚实与物距的关系，是怎么破吗？请告诉我你的实验设计方案。【导游点击】这次，我们面临的问题是什么？ 请大家研究分析。1 .如何保证蜡烛像在灯屏的中央？【示范1】将蜡烛火焰、凸透镜和光屏的中心调节到几乎相同的高度，要求学生进行调节。 2 .要找到像的位置是怎么破吗？【示范2】(1)点燃蜡烛，移动灯屏，蜡烛的烛焰清晰的图像定位图像，向学生求出图像的位

6、置。(2)靠近蜡烛，摘下灯罩，直接用眼睛通过凸透镜观察虚像，要求学生观察虚像。3 .如何更简单地测量物体距离和像距？【演示3】在光具座比例的50cm固定凸透镜，调整蜡烛和触摸屏，改变物体距离和像距离。 引导学生的嘴计算物距、像距的大小。4 .实验中应该记录的现象和数据是什么？ 学生们能修改桌子记录实验数据吗？【指导】对学生修改的实验记录表格进行删除和补充，强调修改实验记录表格时的注意事项(1)实验记录表格需要标题，能够表现应记录的数据、现象以及实验次数。(2)实验记录表格中有关测量的数据标明单位。(修订意图：让学生明确实验注意事项和应记录的现象和数据，解决实验中影响学生实验的难点和疑点，扫除学

7、生小组实验成功的障碍。 中所述)熟悉器材，明确作用和配置顺序。【交流讨论】使用具有刻度的触摸屏来接受实像，该触摸屏将容易观察物体距离和像距离的蜡烛作为发出火焰的物体。【实验方案】改变物距的大小，观察以不同物距成像的大小、正反、虚实。【交流讨论和操作】，】1 .将蜡烛火焰、凸透镜、光屏的中心设定为大致相同的高度。2 .点燃蜡烛，使蜡烛位于凸透镜前面的某个位置，左右移动灯屏，直到灯屏上出现清晰的图像。 此时，光屏的位置是像的位置。 如何移动光屏却得不到图像时，可以取下光屏，直接用凸透镜进行观察。3 .将凸透镜固定到光具座上，调节蜡烛和触摸屏的位置来改变物体距离和焦距。4 .必须记录像的正反、大小、

8、虚实、物距和像距、像和物的位置关系。表见附件一(4)进行实验和数据收集【温暖的提示】1 .改变物距时，可以使蜡烛从远到近靠近凸透镜来改变物距。2 .为了使实验结论更全面、更普遍，请学生们在规定的时间内，尽可能观察物距不同时的图像，并使蜡烛凸透镜前的位置分布均匀。观察u=10cm、u=20cm时的成像状况，将物体距离、像距及成像特性记录在表中。(设定修订意图：为了能顺利得出实验的结论，对学生实验给予适当的提示和要求)【进行实验】将蜡烛放置在凸透镜前面的不同位置，调整光屏分别找到像，观察像的性质，将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格中。【成果展示】学生实验结束后，将部

9、分小组的实验资料用实物进行心理投射展示。【数据收集】1 .在实验过程中，观察到了怎样的正反、大小、虚实的像？2 .作为像的正反、大小、虚实不同时，对应的物距、像距分别是多少将学生名单图像的正反、大小、虚实以及对应的物距、像距的大小输入电脑，在大画面上展示。 (收集数据表见附件二)(修订意图：通过分组实验，加强合作探索意识多组实验将图像性质汇总，用多媒体展示对应的物距、像距，收集的数据多，数据分析更有说服力明确实验中需要注意的问题和实验操作的小技巧，顺利完成实验。学生两人一组，共同观察、记录蜡烛在凸透镜前不同位置时的物距、摄像距离及图像性质，并填写表格。【分析归纳】分析实验记录表，归纳图像形成的

10、性质差异倒立、缩小的实像倒立，大实像倒立、放大的实像圆形斑点正立、放大的虚像(5)分析与论证从收集到的数据可知，物体距离的大小在一定范围内成像的性质相同，在不同范围内成像的性质不同，如何确定物体距离的大小范围。 物理学通常将凸透镜的焦距长度(f )设为参考标准，比较物体距离和焦距长度的大小关系，决定物体距离的范围。(设定修改意图：引导学生考虑物理距离大小的定义，以焦距长度为基准，引导学生比较物理距离和焦距长度的大小关系【数据分析】学生们的实验中使用的凸透镜的焦距长度请学生分析收集了10cm(f=10cm )的实验数据，比较了物理距离(u )和焦距长度(f )的大小关系，回答了以下问题。1 .分

11、析实验数据10、11、12，物理距离(u )和焦距长度(f )有怎样的大小关系，得到怎样的法则？2 .分析实验资料13、14、15，物体距离(u )和焦距长度(f )有怎样的大小关系，得到怎样的规则？ 像和物在凸透镜的同一侧还是不同侧？3 .分析实验资料4、5、6，物距(u )和焦距长度(f )有怎样的大小关系，能得到怎样的规则？ 像和物体在凸透镜的同一侧还是不同一侧？4 .分析实验资料1、2、3，物理距离(u )和焦距长度(f )有怎样的大小关系，能得到怎样的规则？ 像和物体在凸透镜的同一侧还是不同一侧？分析实验数据7、8、9，物距(u )和焦距长度(f )有怎样的大小关系，能得到怎样的规则

12、？ 像和物与凸透镜在同一侧还是在不同侧？6 .分析物距离在不同焦距长度范围内的像距离(v )与焦距长度的大小有什么关系？【板书】完成凸透镜成像的规则表(表参照附件3 )。(设定修改意图：指导学生容易分析物理距离和焦距长度的大小关系，全面分析凸透镜的成像规则)【疑问】焦距长度不同的凸透镜的成像规律相同吗？【演示实验】取焦距长度为5cm的凸透镜，演示了u2f、u=2f、fu2f、u=f、uf时的成像特性和像距与焦距长度的关系。(设定修正意图： f=5cm时，演示被摄体距离在不同焦距长度范围内的图像，与f=10cm时的现象对比，提高实验结论的可靠性)【请考虑一下】根据凸透镜的影像学规则的分析进行总结

13、，交流讨论回答了以下问题1 .像的正反：凸透镜在什么条件下成为正立的像，在什么条件下成为倒立的像2 .像的虚实：凸透镜在什么条件下成为实像？ 在什么样的条件下会成为虚像呢？ 变成实像的时候，实像有什么共同的特征变成虚像的时候，虚像有什么共同的特征？3 .像的大小：凸透镜在什么条件下成为放大像？在什么条件下成为缩小像？4 .变化规则：(1)当1)uf成为实像时，物体接近凸透镜，像的大小和像距离的大小如何变化？(2)当2)uf成为虚像时，物体接近凸透镜，像的大小和像距的大小如何变化【实验演示】演示uf时，物体接近凸透镜，表示像的大小和像距离的大小的变化。5 .应用：根据通用相机、投影仪、放大镜各自

14、的图像特征，分别分析它们是根据怎样的原理工作的【板书】补充凸透镜的成像规则表(参照板书)【提高节奏】使用PPT课件播放了凸透镜影像学的闪存漫动画，模拟了被摄体距离不同时的影像学状况和凸透镜影像学的动态变化规则。巧学妙记一倍焦距长度量虚实，二倍焦距长度量的大小，实像总是倒在不同的一侧，虚像总是在相同的一侧为正，物近像远像变大，焦点内反而变化。(设定意图：根据现有实验结论深入分析凸透镜的成像规律，利用闪存漫动画模拟实验现象，有助于增强学生对凸透镜成像规律的进一步理解，通过妙记降低学生的记忆难度明确的物理距离的大小是以焦距长度的大小为基准所规定的。【分析归纳】分析实验数据，归纳成像规则1 .不创建1

15、.u=f图像2. uf成为正立、放大的虚像，像位于同一侧3.u=2f倒立，成为大的实像，像的不同侧4.u2f为倒立、放大的实像，成为像的不同侧成为5. fu2f倒立、放大的实像，像的不同侧在v=2f的情况下，v=2f在fu2f在u2f的情况下，fv2f在uu观察实验现象，并与f=10cm时的凸透镜影像学进行对比，确定了实验结论的精准性。【成果展示】1. uf时为倒立像，uf时为正立像，因此焦点是正立像和倒立像的边界点。2.uf时为实像，uf为虚像，因此焦点是实像和虚像的边界点，实像倒立位于不同侧，虚像全部站在同一侧。由于在3. u2f的情况下成为缩小图像，在u2f的情况下成为放大图像，所以2f

16、成为放大图像与缩小图像的边界点。(1) u f成为实像时，物体距离变小，像距离变大，像变大；(2)uf成为虚像时，物体距离变小，像距离变小，像变小。5. u2f，通用相机fu2f、投射器uf，放大镜观察漫动画位置，进一步认识和理解凸透镜的成像规律。记录凸透镜成像规则的口战术，理解其意义。(6)交流评价在实验过程中，出现了什么样的问题影响了实验的正常进行，还是影响了实验的结论的正确得出方法，对这个实验还有什么样的疑问，请在小组内交流自己的实验过程进行反省。【有想做的事】1.u=f时，为什么凸透镜不成像？ 有什么样的应用程序？u=2f时，倒立，成为大的实像，可以利用该法则测量未知凸透镜的焦距长度吗

17、【板书】补充凸透镜的成像规则表(参照板书)3 .有同学在实验时用白纸遮住一部分镜头，还能成为完整的像吗？ 有什么样的变化呢？4 .一位同学在实验时看起来像是在灯屏上，如何移动蜡烛，使其成为灯屏的中心？(设修意图：提出学生可能存在的疑问，让学生通过分析和实验解决，学习理论联系实际。 中所述)【蝴蝶杯显影解释】1 .结构2 .显影原理(a )没有饮用水时，蝴蝶的摄影图片位于凸透镜的焦点。(b )注入饮用水后，饮用水与凸透镜的共同作用相当于增大凸透镜的焦距长度，使蝴蝶的摄影图片在凸透镜的焦点以内，形成正立、放大的虚像。(c )蝴蝶杯显影光路图。(修订意图：配合创设情况，让学生了解蝴蝶杯显影的原因，加强学生对物理知识在生活中的应用的认识)小组内反思实验过程，探讨和改善实验过程中存在的问题。【成果展示】交流讨论、实验：1 .物体处于焦点，发出的光经由凸透镜与主光轴平行，因此不