资源描述
第3节 凸透镜的成像规律
年级
八
科目
物理
任课教师
授课时间
课题
第3节 凸透镜的成像规律
授课类型
新授
课标依据
2.3.5探究并知道凸透镜成像的规律。
一、教材分析
本节是前面《透镜》知识的延伸和升华，同时又是学习《眼睛眼镜》、《望远镜与显微镜》的理论基础，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，在教材中起着承上启下的重要作用。
通过探究活动，研究凸透镜成像的规律，使学生通过自主探究体验科学探究的全过程和方法。新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程，很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，对今后进一步探究其他知识打下基础。
二、学情分析
在整个光学部分，教者应有全局一盘棋的思想，八年级学生正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生分析数据归纳规律的能力不强，所以要把折射规律与凸透镜成像联系起来还比较困难。学生对于凸透镜的了解，凭其生活经验仅知道它叫放大镜，能把物体放大，而对其成像规律是知之甚少的。因此要上好这节课，前期的准备是非常重要的。
三、教学目标
知识与
技能
⑴理解凸透镜成像的规律。
⑵知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
⑶学会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
过程与
方法
⑴通过分组实验体验科学探究的全过程。
⑵学习从物理现象、实验数据中归纳科学规律的方法。
情感态度与价值观
⑴通过探究性学习活动，获得成功的愉悦。
⑵养成学生积极主动地与他人交流、合作的学习习惯。
⑶养成对科学的求知欲，初步建立将科学技术应用于实际的意识。
四、教学重点难点
教学重点
组织指导学生完成实验探究凸透镜成像的规律。
教学难点
⑴引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。
⑵利用凸透镜成像规律解释生活中的现象。
五、教法学法
观察法、实验法、分析法、讨论法、探究法
六、教学过程设计
师生活动
设计意图
一、创设情境 引入新课
通过观看“蝴蝶杯显影”的神奇现象，激趣设疑，引入新课。
【设疑】蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢？
二、合作探究，建构知识
（一）提出问题
【复习提问】
1. 照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？
2. 它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？
学生思考后个别回答：
1.照相机成倒立、缩小的实像；投影仪成倒立、放大的实像；放大镜成正立、放大的虚像。
2.照相机成像时离镜头较远，幻灯机成像时离镜头较近，放大镜成像时离凸透镜最近。
【前置补偿】认识物距（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。
【提出问题】凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
学生：物距。
（二）猜想与假设
【猜想】聆听学生猜想，对学生的猜想做出评价
（三）设计实验
【过渡】猜想的正确与否需要实验进行证明，下面我们共同设计实验，证明猜想是否正确。
【实验器材】实验装置如下图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
【引导思考】如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。
【引导点拨】本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？请大家讨论并分析。
1.如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
【演示1】调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，并要求学生调节。
2.如何找到像的位置？
【演示2】
（1）点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像确定像的位置，并要求学生找到像的位置。
（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. 如何能更加方便的测出物距和像距？
【演示3】将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏改变物距和像距。引导学生口算出物距、像距的大小。
4.实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设计一个表格记录实验数据？
【指导】针对学生设计的实验记录表格进行删减和补充，并强调设计实验记录表格的注意事项：
（1）实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。
（2）实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。
（四）进行实验与收集数据
【进行实验】下面请同学们使蜡烛位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，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。
【成果展示】在学生实验结束后，实物投影展示部分小组的实验数据。
【收集数据】
1.在实验过程中，你都观察到了哪些不同正倒、大小、虚实的像？
2.当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？
将学生列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小输入电脑，通过大屏幕展示。
（五）分析和论证
1.u=f 不成像
2. u＜f 成正立、放大的虚像，像物同侧
3.u=2f 成倒立、等大的实像，像物异侧
4.u＞2f 成倒立、放大的实像，像物异侧
5. f＜u＜2f 成倒立、放大的实像，像物异侧
【成果展示】
1. u＞f时成倒立像，u＜f成正立像，所以焦点是正立像和倒立像的分界点。
2.u＞f时成实像，u＜f成虚像，所以焦点是实像和虚像的分界点，实像都是倒立的在异侧，虚像都是正立的在同侧。
3. u＞2f时成缩小像，u＜2f时成放大像，所以2f是成放大像与缩小像的分界点。
4.（1） u＞f成实像时，物距减小，像距变大，像变大；（2）u＜f成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。
5. u＞2f，照相机
f＜u＜2f, 投影仪
u＜f， 放大镜
【规律提升】
用PPT课件播放凸透镜成像的Flash 动画，模拟物距不同时的成像情况及凸透镜成像的动态变化规律。
【巧学妙记】
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。
（六）评估交流
1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
学生：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光。还可测焦距。
2.当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？
学生：求焦距：成等大实像时，f=u
3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？
学生：通过实验观察知：仍能成完整的像，像变暗。
4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？
学生：通过实验观察可知：蜡烛向上移动。
【蝴蝶杯显影释疑】
1.结构
2.显影原理
（a）没酒水时，蝴蝶图片在凸透镜的焦点上。
（b）注入酒水后，酒水和凸透镜的共同作用相当于增大了凸透镜的焦距，使蝴蝶图片在凸透镜焦点以内，成正立、放大的虚像。
（c）蝴蝶杯显影光路图。
【盘点收获】
引导回顾实验探究过程，盘点凸透镜成像的规律
【课堂检测】
同步试题
以“蝴蝶杯显影”这一神奇现象创设课堂情境，激发学生的学习兴趣和求知欲望
通过复习照相机、投影仪和放大镜的成像特点及各自物体到凸透镜距离关系，引导学生提出问题，并为学生的合理猜想提供依据
前置补偿物距、像距，为提出问题时正确、简洁表述做铺垫
让学生明确实验注意事项以及需要记录的现象和数据，解决实验中会影响学生实验的难点或疑惑点，为学生分组实验的成功扫清障碍。
通过分组实验，增强合作探究意识；多组实验总结成像性质并将对应的物距、像距通过多媒体展示，收集的数据更多，数据分析更具说服力。
在已有实验结论的基础上深入分析凸透镜成像规律，利用Flash动画模拟实验现象，有利于增强学生对凸透镜成像规律的进一步理解，通过“巧学妙记”降低学生记忆难度。
呼应创设情境，让学生了解蝴蝶杯显影的原因，增强学生对物理知识在生活中应用的认识
七、布置作业
《高效课时通》
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