【名师备课】人教版八上物理5.2《生活中的透镜》教学设计

《生活中的透镜》教学设计
江苏丰县初级中学　刘庆贺
一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解透镜在日常生活中的应用。
2．知道照相机、幻灯机、放大镜的成像原理和特点。
3．了解实像和虚像，能描述凸透镜成实像和虚像的特征。
（二）过程与方法
1．通过讲解照相机的结构及制作模型照相机的过程，了解照相机的成像原理。
2．能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
（三）情感态度和价值观
1．通过模拟相机的制作和使用，让学生体验成功的愉悦。
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。
3．认识物理来源于生活又应用于生活，初步建立将科学技术应用于实际的意识。
二、教学重难点
本节通过介绍生活中常用的透镜，使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识，为探究凸透镜成像的规律做准备。根据新课程标准的教学要求，可分四个环节来完成教学任务：创设情景提出问题，实验探究解决问题，梳理反思深化问题，应用练习评价反馈，让学生逐步形成对透镜能成不同特征的像的感性认识，再通过渗透一些趣味小实验，进一步拓展生活中的透镜成像的物理知识，充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。针对以上设计思路，可在教师的引导下，让学生进行实验探究，通过观察实验、验证分析、交流总结等过程，弄清照相机、投影仪、放大镜的应用及成像情况。
教学重点：凸透镜成像几种情况的主要特征，模拟照相机成像时物距与像距的大小比较。
教学难点：通过观察照相机、投影仪、放大镜成的像，再经过分析、综合，得出它们成像的特点。
三、教学策略
以照相、看电影等引入新课，激发学生学习兴趣，并体现“从生活走向物理”的教学理念。在学生初步认识透镜的应用的基础上，通过观察日常生活中应用到凸透镜的实物，了解它们的工作原理，让学生进一步深入的理解透镜，培养学生学以致用的科学意识。并且在制作模型照相机的过程中，安排小组合作制作，培养学生的动手能力，从而感受到合作成功的乐趣。这样，凸透镜的三种应用和各自的成像特点均让学生从观察和实践中得出，让学生体验物理知识产生的过程，使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识，为探究凸透镜成像规律做准备。
四、教学资源准备
多媒体课件、照相机、模拟照相机、投影仪、实物投影仪、放大镜、硬塑料板、凸透镜、半透明塑料薄膜或蜡纸、胶水、水等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课（5分钟）
播放多媒体画面：用照相机拍摄美景、用投影仪进行学习、用放大镜观察昆虫等，指出这些光学仪器都用到了凸透镜，透镜在生活中有广泛的应用。
问题：生活中还有哪些地方直接或间接地应用到了透镜？
今天就来认识凸透镜都能成什么样的像。
学生观赏并回答。
从学生已有的生活和学习经验入手，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。激起学习的兴趣。
新课教学（30分钟）
一、照相机
大家使用过照相机吗？关于照相机的结构，大家知道多少？
教师对学生提到的结构进行简单介绍（投影实物或挂图）。
镜头相当于凸透镜，它主要用来成像的。
胶卷主要是为了承接像的，相当于光屏。它的表面涂有对光敏感的物质，曝光后胶片表面的化学物质发生化学变化，便记录下物体的像，将感光后的胶卷进行显影、定影后就成为我们所说的底片。
调焦环主要是调节镜头到胶卷的距离的，使我们看到需要的且比较清晰的像。
光圈和快门都是控制镜头进入光线强弱的，胶卷如果曝光时间太长或太短都不会得到清晰的像。
目前市面上有很多照相机都是根据外界环境的光线强弱以及距离被拍摄物体的远近，来自动调节进入镜头的光线以及镜头到胶卷的距离的，所以我们戏称其为“傻瓜”照相机。
指导学生自己制作模型照相机：用硬纸板圈成两个直径大小相近的，长约15 cm的圆纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个，在直径较大的纸筒前面，固定一个凸透镜，在直径较小的纸筒前面，固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒内，这样就制成了模拟照相机。
在较暗的室内，把凸透镜对着窗外的景物，拉动纸筒，改变透镜和薄膜之间的距离，能在薄膜上观察到景物的像。
结合画图，介绍物距和像距。
物距：物体到凸透镜的距离。
像距：像到凸透镜的距离。
思考：与物体进行比较：像是缩小还是放大？像是正立还是倒立？像距与物距哪个大？像与物体位于凸透镜的同侧还是两侧？
实际的照相机的原理与此相似，（结合挂图提问）照相机的镜头相当于我们学过的什么光学元件？照相时，物体会在胶片上成像，像与物体相比较，哪一个大一些？你能说出照相机的原理吗？
指出胶片相机的胶片上涂着一层对光敏感的物质，这种物质在受到光的照射后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上。现代生活中常使用数码相机，数码照相机用图像传感器替代胶片，是将光信号转化为电信号，最后再转化为数字信号存储在电脑中的。
拓展：当照相机靠近景物时，物距减小，则像距会增大，像也会变大。还有一类照相机是可以调节焦距的，不需要改变物距也可以得到清晰的像。调节焦距时，当焦距变长时，相当于在焦距不变的情况下物距变短，像变大，像距也变大。
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学生交流讨论：照相机主要由镜头、胶卷、调焦环、光圈和快门组成。
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学生制作模型照相机并进行实验。
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学生：在薄膜上看到一个倒立的、缩小的像。此时物距大于像距，像和物体分别位于凸透镜两侧。
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学生：照相机的镜头相当于一个凸透镜；胶片上的像比物体要小；所以照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。
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通过熟悉的事物引起学生的学习兴趣。
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通过让学生自制模型照相机，使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象，同时培养学生的动手能力。
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得出照相机的成像原理。
二、投影仪
结合投影思考：投影仪由哪几部分组成？各有什么功能？
猜一猜：将投影片“F”放在投影仪的载物台上，显示出的像的大小、正倒将会如何？
然后教师演示，学生认真观察。
将投影仪上的平面镜取下，投影片F放到载物台上，调节镜头，在天花板上得到投影片上图案的清晰的像，观察像的正倒、大小，比较像距、物距的大小，像与物体在透镜的同、异侧。再将平面镜装上，观察像的位置，启发学生分析平面镜的作用。
利用多媒体演示幻灯机工作的原理（画出光路图、注意物像大小，物像正倒、物距和像距等）。
在实际应用投影仪时，一般屏幕位置固定不变，调节凸透镜（镜头）的位置可使成像清晰；调节整个投影仪的前后位置可以得到所需大小的实像。要想得到正立的像，可以把投影片倒着放，当从投影屏幕观察到物体偏左上时，应向左上移投影片，才能使被观察的物体处于屏幕的中央。
学生观察思考。
让学生了解投影仪的成像原理和成像特点。
三、放大镜
小实验：把硬塑料片放在书上，观察字迹的大小，然后将一滴水滴在硬塑料片上，观察字的大小，描述你看到的像的特征，探究为什么水滴可以让字迹放大。
继续实验：拿起桌上的放大镜看书上的字，并改变放大镜与书的距离，观察书上字的大小是否改变？什么时候字较大？放大镜总是能把字放大吗？
利用多媒体演示放大镜成像的原理（强调光路图、物像大小、物像正倒和像的虚实）。
指出：放大镜的镜头是一个凸透镜。放大镜能成正立、放大的虚像。刚开始移动放大镜，离书越远，字越大，到了一定距离以后，字变模糊。再增大距离，通过放大镜会看到倒立缩小的像。
结合凸透镜的三条特殊光线作图，让学生了解放大镜在使用时要将物体放在焦点以内，且越靠近焦点物体成的像越大。
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学生实验并描述观察到的现象。
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学生实验并描述观察到的现象。
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让学生了解放大镜的成像特点。
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四、实像和虚像
照相机、投影仪和放大镜都是通过凸透镜成像，但成像情况各不相同。
引导学生比较投影仪与照相机、放大镜成像的异同。
（1）投影仪与照相机成像的相同点是都在屏上成倒立的实像；二者的区别是投影仪的物距小、像距大，成放大的像；照相机的物距大、像距小，成缩小的像。
（2）投影仪与放大镜成像的相同点是都成放大的像，二者的区别是投影仪成倒立的实像，放大镜成正立的虚像。
同样是凸透镜成像，它们为什么会有这样的差别呢？
引导学生根据凸透镜的三条特殊光线的进行作图。通过作图让学生了解，虚像不是实际光线会聚成的，因此不能像投影仪或电影那样用屏幕去承接，也不能用胶片去感光，只能用眼睛观察。实像是射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接。虚像是“虚”的，但人眼视网膜上的像却是实实在在的，如果光线进不了人眼，那人眼也就看不见那个物体了。前面学习过的平面镜成虚像，以及通过光的折射看到水中鱼的虚像，与凸透镜成虚像的道理相似。
学生讨论并总结投影仪与照相机、放大镜成像的异同。
让学生了解实像和虚像的区别。
课堂小结（5分钟）
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。
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《生活中的透镜》同步试题
江苏丰县初级中学　戴松方
一、选择题
1．（2014·梅州）以下光学器件中，可以不用凸透镜的是（　　）
A．潜望镜　　B．照相机　　C．放大镜　　D．投影仪
答案：A
解析：潜望镜的主要光学元件是平面镜，而照相机、放大镜和投影仪中的主要光学元件是凸透镜。
2．下面是对凸透镜成像的说法，其中正确的是（　　）
A．凸透镜只能成实像
B．凸透镜只能成虚像
C．凸透镜只能成放大的像
D．凸透镜既能成实像，又能成虚像
答案：D
解析：照相机利用的是凸透镜成倒立缩小的实像，放大镜利用的是凸透镜成正立放大的虚像，投影仪利用的是凸透镜成倒立放大的实像。所以，凸透镜既能成实像，又能成虚像。
3．窗台上放着装有水的圆形玻璃缸，太阳光透过玻璃缸射到屋内窗台下的桌面上，发现桌面上的光斑比窗外地面上的太阳光亮，下列解释中错误的是（　　）
A．凸透镜对光线有会聚作用???????????????
B．装有水的圆形玻璃缸相当于凸透镜
C．圆形玻璃缸中的水对光线有会聚作用????
D．装有水的圆形玻璃缸相当于凹透镜
答案：D
解析：桌面上的光斑比窗外地面上的太阳光亮，说明圆形玻璃缸中的水对光线有会聚作用，只有凸透镜对光线有会聚作用，因此装有水的圆形玻璃缸相当于凸透镜。另外从侧面看，装有水的圆形玻璃缸两侧薄，中间厚，它也相对于凸透镜。
4．手持凸透镜在人眼和课本之间移动，下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜在任何位置都能看到课本放大的像
B．凸透镜在离课本较远时，才能看到课本放大的像
C．凸透镜在离课本较近时，才能看到课本放大的像
D．无论凸透镜放在什么位置都不能看到课本放大的像
答案：C
解析：凸透镜在离课本较近时，能看到课本正立、放大的虚像，在离课本较远时，能看到课本倒立缩小的实像。
5．关于放大镜，如下说法不正确的是（　　）
A．放大镜就是凸透镜
B．用放大镜可得到物体倒立的像
C．物体放在任何位置都可以得到放大的像
D．只有把物体放在凸透镜焦点以内，才能得到正立、放大的像
答案：C
解析：放大镜是凸透镜，能成一个正立、放大的像，不过必须在焦点以内。手持放大镜，伸直胳膊看窗外的景物，可以成倒立、缩小的像，所以不是用放大镜在任何位置都可以得到放大的像。
6．关于四种光学仪器的成像情况，以下说法中正确的是（　　）
A．放大镜成正立、放大的像??
B．照相机成正立、缩小的像
C．投影仪成倒立、缩小的像??
D．幻灯机成正立、缩小的像
答案：A
解析：放大镜能成一个正立、放大的像；照相机能成倒立、缩小的像；投影仪能成倒立、放大的像；幻灯机能成倒立、放大的像。
7．（2014·娄底）如图1，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法错误的是（　　）
图1
A．该摄像镜头相当于凸透镜???????
B．这种镜头可用来矫正近视眼
C．这种镜头对光线具有会聚作用
D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
答案：B
解析：从题目意思可以看出，通过摄像镜头应该获得人脸的实像，否则无法将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。因此该摄像镜头相当于凸透镜，对光线具有会聚作用。近视眼戴的眼镜应该是凹透镜而不是凸透镜。
8．用照相机照相时，物体在胶卷上形成（　　）
A．缩小的倒立实像
B．放大的正立实像
C．缩小的正立实像
D．缩小的倒立虚像
答案：A
解析：照相机的镜头相当于一个凸透镜，当照相时，物体离照相机镜头比较远，像是缩小、倒立的实像。
9．透镜在生活中的应用是广泛的，下面说法中正确的是（　　）
A．放大镜应用的是凸透镜
B．近视眼镜片应用的是凸透镜
C．老花眼镜应用的是凹透镜
D．照相机镜头应用的是凹透镜
答案：A
解析：放大镜是利用凸透镜能成正立、放大、虚像的原理制成的；近视镜是利用对光起发散作用的凹透镜制成的；老花镜是利用对光起会聚作用的凸透镜制成的；照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理制成的。
10．如图2所示，投影仪是教学中常用的设备，下面关于投影仪的叙述中不正确的是（　　）
图2
A．平面镜的作用是改变光的传播方向
B．屏幕表面粗糙，有利于光发生漫反射
C．物体在屏幕上所成的像是一个放大的虚像
D．若使屏幕上的像变大，应使镜头靠近投影片
答案：C
解析：投影仪中的平面镜可以将透镜会聚的光反射到屏幕上，起到改变光的传播方向的作用。屏幕做得粗糙，这样光可以在其表面发生漫反射，能够让各个方向的人看到屏幕上的像。投影仪成物体放大、倒立的实像，故本选项说法错误。若使屏幕上的像变大，应减小物距，所以应使镜头靠近投影片，说法正确。
11．在①小孔成像；②平面镜成像；③放大镜成像；④照相机成像；⑤幻灯机成像中（　　）
A．成实像的是①②③
B．成虚像的是②③④
C．属于反射成像的是②
D．属于折射成像的是①③④
答案：C
解析：首先明确这五种事物的成像规律，才可做出判断，哪些成实像，哪些成虚像，哪些是反射成像，哪些是折射成像。小孔成像的原理是光沿直线传播，所成的像是倒立的实像；平面镜成像是利用光的反射成像，所成的像是正立等大的虚像；放大镜成像是光的折射成像，所成的像是放大正立的虚像；照相机成像是光的折射成像，所成的像是缩小倒立的实像；幻灯机成像是光的折射成像，所成的像是放大倒立的实像。
12．“五·四”青年节那天，学校请来摄影师给我们拍毕业照，列好队后，摄影师发现有几位同学没有进入取景框内，这时他重新调整照相机的正确方法是（　　）
A．照相机向前移，镜头向前伸???
B．照相机向前移，镜头向后缩
C．照相机向后移，镜头向前伸???
D．照相机向后移，镜头向后缩
答案：D
解析：根据凸透镜成像的规律可知，使全体同学都进入镜头，是要把成的像变小点，就要像距变小，物距变大，故应人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些。
二、填空题
13．照相机的镜头相当于一个________镜，被拍摄的物体应在离镜头较远的位置。在胶片上得到________的________的像。
答案：凸透　 　倒立　? 缩小
解析：照相机的镜头相当于凸透镜，在胶片上得到的是倒立、缩小的实像。
14．幻灯机的幻灯片要________在________透镜的后面比焦点略远些的地方，这时银幕上的像的性质是________、________的像。
答案：倒插　凸　倒立　放大
解析：幻灯机是利用凸透镜成倒立放大实像的原理工作的，为了看到正立的实像，幻灯片要倒插。
15．常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于________，使我们能看到水银柱放大后的________的虚像。
图3
答案：凸透镜　正立
解析：体温计的表面为圆弧形，中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，能使体温计内极细的水银柱放大，成放大的虚像。
16．小明在他家的写字台玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看过去，他发现台板下纸上的文字变大了，这是由于光在透过水滴时发生了???? 射，此时的水滴相当于一个?? ?镜，看到的文字是??????? ?????（填“实”或“虚”）像。
答案：折??? 凸透??? 虚
解析：水滴的中间比边缘厚，相当于凸透镜，报纸与水滴间的距离较小，所以报纸上的文字经过水滴折射后成正立、放大的虚像。
17．站在屋内的人通过防盗门上的“猫眼”看到门外的客人是正立放大的，“猫眼”是一个?????? 镜，客人通过它成的是???????????? 像。
答案：凹透??? 正立、缩小的虚
解析：“猫眼”是由两块透镜组合而成，当我们从门内通过“猫眼”向外看时，看到的是来客的正立、缩小的虚像，所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜。
18．透过球形的透明玻璃鱼缸看水中的鱼要比真实的鱼??????? （填“大”或“小”），其原因是装水的球形鱼缸相当于一个??????????????? ，所看到的“鱼”是鱼的????? 像。（填“实”或“虚”）
答案：大　　凸透镜　　虚
解析：因为球形鱼缸盛水后水和鱼缸壁之间形成了水凸透镜，鱼在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，所以从球形鱼缸的外侧看缸里养的金鱼比真实的鱼要大得多。
三、综合题
19.
你了解实像和虚像吗
自从学习光现象以来，我们分别学习了实像和虚像，对于这两种像的区别与联系掌握起来却有点麻烦。实像是由实际光线会聚的，而且是倒立的，并且能用光屏承接；虚像是由实际光线的反向延长线会聚的，因此不能用光屏承接，并且都是正立的；无论是实像还是虚像都能用眼睛看到。
请根据上述信息回答一下问题：
（1）下列现象中，只能成虚像的是（　　）
A．照相机照相
B．平面镜成像
C．凸透镜成像
D．小孔成像
（2）透过放大镜可以看到物体被放大的虚像，关于放大镜的说法中正确的是（　　）
A．透过放大镜总能看到物体被放大的虚像
B．透过放大镜看到放大物体的虚像与物体在放大镜的两侧
C．物体距离放大镜越近成的虚像就越小
D．放大镜其实就是凹透镜
（3）对实像和虚像的认识正确的是（　　）
A．只有通过光的反射才可以成虚像
B．只有通过光的折射才可以成虚像
C．通过光的反射可以成实像和虚像
D．通过光的折射可以成实像和虚像
答案：（1）B　　（2）C　　（3）D
解析：（1）照相机照相时，物体成倒立缩小的实像，平面镜能成正立等大的虚像，凸透镜既能成实像（如照相机），也能成虚像（如放大镜），通过小孔能成倒立实像。
（2）放大镜是凸透镜，当物体离凸透镜较近时，通过放大镜观察到正立放大的虚像；此时，物体离凸透镜越近，成的像越小；而且像和物体在透镜同侧。当物体离凸透镜较远时，通过凸透镜观察到倒立缩小的实像。
（3）平面镜能成虚像，它利用的是光的反射。凸透镜既可以成虚像，也可以成实像，它利用的是光的折射。所以正确答案是通过光的折射可以成实像和虚像。