初中物理人教版八年级上册 5.3 凸透镜成像的规律 教案

5.3 凸透镜成像的规律
【学习目标】
1．理解凸透镜的成像规律，知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系；
2．了解实像和虚像的区别。
重点：1.凸透镜成像规律；2．使学生了解科学探究及其方法。
难点：1.凸透镜成像的原理；2．对凸透镜成像性质的描述。
【教学方法】
探究法、讨论法、实验法、观察法
【教学过程】
一、新课导入：
一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”，还能把物体“缩小”。有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。如图所示，他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了花朵正立、放大的虚像。接着他按小聪的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵。你知道小聪是怎样提示小亮的吗？
二、新课讲授：
提出问题
教师复习提问：
1．照相机、投影仪、放大镜成像各有什么特点？
2．它们成像时，物体到凸透镜的距离有什么不同？
学生认真思考后回答。
教师引导分析：
照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜在生活中的应用，但在使用时条件不同，使得成像结果不同；照相机是拍摄远处物体，使远处物体成缩小的像在胶片上；投影仪是将物体放得较近，而在较远处的屏幕上成较大的像；放大镜是将物体放得最近，它可以成比物体更大的像。
教师引导学生提出问题：凸透镜成像有什么规律呢？凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物体到凸透镜距离有什么关系？
教师讲解：物距(u)和像距(v)
物距(u)：物体到凸透镜的距离；
像距(v)：像到凸透镜的距离。
学生认识物距和像距，并会计算物距和像距的大小。
(二)猜想与假设
学生根据已有的知识，提出猜想：物距大，成倒立、缩小的实像；物距小，成倒立、放大的实像；物距更小，成正立、放大的虚像。
教师认真聆听学生猜想，对学生的猜想做出评价。
(三)设计实验
1．实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴等。
让学生熟悉实验器材，明确其作用及放置顺序，并交流讨论：光具座上有刻度，便于观察物距和像距；用蜡烛火焰作为发光的物体；光屏用来承接实像。
2．设计方案
引导学生思考：本次探究，我们面临的问题都有哪些呢？
(1)如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
教师演示：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。
(2)如何找到像的位置？
教师演示：①将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置，点燃蜡烛，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止。②移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像，并要求学生观察虚像。
(3)如何能更加方便地测出物距和像距？
教师固定凸透镜在光具座上，调节蜡烛和光屏的位置；
改变物距和像距，引导学生口算出物距、像距的大小。
(4)引导学生设计实验表格来记录实验数据。
教师点拨：
实验过程中在光屏上找不到像的原因有：
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度。
(2)当物体在焦点外侧处于靠近焦点处时，物体成像很远，超过了光具座的范围，光屏接收不到像。
(3)烛焰正好在焦点上，凸透镜不能成像。
(4)当烛焰在焦点以内时，虚像不能用光屏承接到。
(四)进行实验与收集证据
以小组为单位，合作探究，使蜡烛位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找出像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。
学生开始实验，教师巡回指导，并及时解决学生在实验过程中出现的问题。
在学生实验结束后，实物投影展示部分小组的实验数据。
(五)分析论证
教师引导点拨：由收集的数据可知，物距大小在一定的范围内成像的性质相同，在不同范围内成像的性质不同，如何界定物距大小的范围呢？物理学中通常以凸透镜的焦距(f)为参考标准，比较物距和焦距的大小关系，界定物距的范围，使学生明确物距的大小是以焦距的大小为标准来界定的。
师生共同分析实验数据，归纳得出成像规律：
1．u＝f，不成像。
2．uu，像物同侧。
3．u＝2f，成倒立、等大的实像；v＝2f，像物异侧。
4．u>2f，成倒立、缩小的实像；f5．f2f，像物异侧。
教师点拨：巧学妙记
1．一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
2．实像总是异侧倒，虚像总是同侧正。
3．物近像远像变大，物远像近像变小。
4．焦点以内反变化。
(六)评估交流
组内反思实验过程，交流讨论实验过程中出现了哪些问题影响了实验的正常进行或影响了实验结论的正确得出，对该实验还存在哪些疑问。
为了加深对凸透镜成像规律的理解，教师利用多媒体课件展示：
1．当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f2．当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时v＝2f，此点为成实像大小的分界点。
3．当f2f，应用有幻灯机和投影仪。
4．当u＝f，不成像，此点为成像虚实的分界点。
5．当u三、课堂练习：
1．某凸透镜焦距为15 cm，若将一物体放在此透镜前25 cm处，则可在透镜的另一侧得到一个(　　)
A．倒立、放大的实像
B．倒立、缩小的实像
C．正立、放大的虚像
D．正立、缩小的虚像
2．小明同学在做凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到烛焰清晰的像，同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜，这时光屏上(　　)
A．出现手指的实像
B．出现手指的影子
C．烛焰的像变得不完整
D．烛焰的像完整，但变暗
3．如图甲所示是某一物体的形状，图乙是供选择的物体的像的形状(不考虑像的大小)。
　　　　　 A　　 　B　　　C　　　D
甲　　　　　　　 　 　　乙
(1)该物体在照相机的胶片上所成的像的形状为______。
(2)在平面镜中看到的该物体的像的形状为______。
(3)把投影仪的平面镜卸掉，让物体的像成在天花板上，这时看到的该物体的像的形状为______。
(4)用放大镜看到的该物体的像的形状为______。
【答案】1.A　2.D　3.(1)D　(2)A　(3)D　(4)C
四、课堂小结：
物距与焦 距的关系 像距与焦 距的关系 像的正倒 像的大小 像的虚实 应用
u>2f fu＝2f v＝2f 倒立 等大 实像 /
2f>u>f v>2f 倒立 放大 实像 投影仪
u＝f 不成像 /
u五、作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
第3节　凸透镜成像的规律
凸透镜成像规律及其应用
1．u>2f　f2．u＝2f　v＝2f　倒立　等大　实像
3．f2f　倒立　放大　实像　投影仪
4．u【课后反思】
略。
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