人教版八年级物理上册 第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律（2课时） 教学设计

第3节
凸透镜成像的规律
教学设计
　　教学目标
　　一、知识与技能
　　1.理解凸透镜的成像规律。
　　2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。
　　二、过程与方法
　　1.能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。
　　2.通过探究活动，体验科学的全过程和方法。
　　3.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
　　三、情感态度与价值观
　　1.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，勇于探索日常用品中的物理学原理。
　　2.乐于参与、试验、制作等科学实践。
　　教学重点：对凸透镜成像规律的理解和认识。
　　教学难点：指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系。
　　教学准备：凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺。
　　教学过程
第1课时
　　一、引入新课
　　通过上节课的学习，我们知道照相机投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜，并且照相机能使景物在相片上成倒立的像，所成的像比物体小，投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上，供大家观看，这就说明所成的像比物体大，是倒立的；放大镜能把小小的物体放大，使我们看清楚它们，所成的像是正立、放大的。
　　你们知道凸透镜在什么条件下成正立的像，什么情况下成倒立的像？什么情况下成放大的像，什么情况成缩小的像 什么情况下能用光屏能收到像，什么情况下在光屏上不成像？什么条件下像与物在凸透镜两侧，什么条件下在同侧？
　　看来，凸透镜真是一个神秘，而又本事很大的东西，现在，们就根据上节学的知识大胆猜测，然后通过实验和探究活动来进一步认识凸透镜。
　　二、新课学习
　　（一）、凸透镜成像的规律
　　1.提出问题：
　　凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？大家想一想、大胆的猜一猜。
　　2.猜想
　　给学生几分钟时间和提示，做出尽量合理的猜测。教师将有价值的猜测记录在黑板上，便于分析整理。
　　3.设计实验
　　同学们猜想得很好，现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确。学生们讨论，制定实验方案，教师巡回指导。
　　现在我们桌子上有光具座，上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜，能来回移动，从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系、蜡烛（做物体用）、光屏（白色的硬纸板作屏）、凸透镜（焦距在10～
20
cm之间）。
　　4.进行实验
　　（1）测凸透镜的焦距
　　大家想一想怎样测得一个凸透镜的焦距？让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距。也可以让凸透镜离灯光
5
m以外，找亮点，测定出凸透镜的焦距。
　　现在测凸透镜的焦距.
　　（2）开始进行探究实验
　　方案一：
　　①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置。
　　②点燃蜡烛，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。
　　③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离。把数据记录成表。
　　④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录成表。
　　⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格。
　　方案二：
　　①把透镜放在桌子中央，把蜡烛、光屏放在其两侧，刻度尺放在桌子上。
　　②点燃蜡烛，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。
　　③移动蜡烛，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒、测出蜡烛与凸透镜、光屏与凸透镜的距离。把数据记入表格。
　　④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化，是放大、等大还是缩小，是正立还是倒立，将蜡烛与凸透镜的距离，光屏与凸透镜的距离数据记入表格。
　　⑤当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上看不到蜡烛的像，继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上看不到蜡烛的像，拿去光屏，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。把蜡烛与凸透镜的距离，像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小、正立还是倒立的填入表格。
　　同学们的方案都可行，现在用桌子上的仪器进行实验，并记下结果，总结凸透镜成像的规律。学生们做实验，教师巡回并进行指导，实验结束，教师组织讨论、提问、进行总结。
　　当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置，像在凸透镜的另一侧，成倒立、缩小的像。像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间。
　　当把蜡烛放在2倍焦距的位置，像在凸透镜的另一侧，像的大小与物体大小相等。是倒立的，像与凸透镜的距离也等于2倍焦距。
　　当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时，像在凸透镜的另一侧，成倒立放大的像，像与凸透镜的距离大于2倍焦距。
　　当把蜡烛放在1倍焦距的位置时，光屏不成像。
　　当把蜡烛放在1倍焦距之内，光屏上不成像，像与蜡烛在凸透镜同侧，成正立、放大的像。
　　当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时，物体成倒立的像。当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大。
　　当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立、放大的像。这个像光屏上得不到。
　　同学们把规律都总结出来，总结得非常好，物体与凸透镜的距离叫物距，用u表示，像与凸透镜的距离叫像距，用v表示。我们接下来把总结的规律和数据填入到书上的表格中。
　　5.分析论证
　　或播放动画：RT0400006459_探究凸透镜成像规律实验数据处理
　　进行填表和规律的总结，便于讲述。
　　边说边板书：一、凸透镜成像的规律
　　，
：倒立缩小的像
　　，：倒立放大的像
　　：正立放大的虚像
　　第2课时
　　（二）、实像与虚像
　　通过刚才做实验，我们知道凸透镜成像有的可以呈现在光屏上，有的不能呈现在光屏上。这些成像有什么区别呢？什么叫实像？什么叫虚像？
　　我们把光屏上得到的像叫做实像，得不到的像叫做虚像。光屏上能承接的像是实际光线的会聚点。而虚像不能用光屏收到，只能用眼睛看到，它不是实际光线会聚点，而是它们的反向延长线的交点。
　　回过头来我们看看凸透镜什么时候成实像，什么时候成虚像？回忆实验，观察的记录表格，可以得出：当物距小于焦距时，即，凸透镜成正立的虚像，虚像只能用眼睛看到，不能用光屏接到；当物距大于焦距时，即，凸透镜成倒立的实像，可以用光屏承接。
　　板书：二、虚像和实像
　　由实际光线会聚成的像叫做实像。
　　像不是由实际光线会聚成的，而是它们的反向延长线的交点成的像叫虚像。
　　（三）、想想议议
　　我们知道什么是实像、什么是虚像之后，请你们进一步猜测并根据上面探究所得的资料进行分析,什么情况下凸透镜成实像、什么情况下成虚像。
　　1.物体在1倍焦距以外时，成倒立的实像。
　　2.物体在1倍焦距内时，成正立的虚像。
　　照相机和投影仪能在光屏上成实像，放大镜成的像在光屏上得不到，但眼睛能看到成虚像。像与物在凸透镜同侧成虚像，像与物在凸透镜两侧成实像。我们的照相机、投影仪、放大镜都是根据凸透镜成像规律成像的，能说出它们的原理吗？
　　照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。投影仪的原理是物体到凸透镜的距离在2倍焦距和焦距之间时，成倒立、放大的实像。放大镜的原理是物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像。
　　我们知道了照相机、投影仪、放大镜的原理。想进一步了解它们吗？我们从上节课知道照相机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室。我们今天又知道，被拍照的景物到镜头的距离远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像，那么照相机中的调焦环、光圈、快门，它们有什么用处？
　　照相机中调焦环是调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，调焦环上刻着数字，表示拍摄的景物到镜头的距离。光圈是用来控制进入镜头的光的多少，光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数。
　　快门是用来控制曝光时间的，曝光时间可以从快门上的数字知道。现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片，还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦。这样高度自动化的相机用起来很方便，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片，所以人们戏称为“傻瓜相机”。
　　投影仪的构造及作用
　　投影仪的构造主要有：镜头（相当于一个凸透镜）、投影片（相当于物体）、屏幕（相当于光屏）、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的，聚光镜是由两块螺纹透镜组成，这两块螺纹透镜是用来增大聚光面积，增加投影片的亮度。反光镜是平面镜，作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。
　　（四）、小结
　　本节课我们知道了以下内容；
　　1.照相机的原理：，
成倒立、缩小的实像。
　　2.投影仪的原理：，
成倒立、放大的实像。
　　3.放大镜的原理：
成正立、放大的虚像。
　　（五）、板书设计
　　凸透镜成像规律