5.3凸透镜成像的规律- 2023-2024学年人教版八年级物理上册

5.3 凸透镜成像的规律（教学设计） 年级 八年级6班 授课时间 课题 5.3 凸透镜成像的规律 教学 目标 物理观念：探究并知道凸透镜成像的规律。 学习分析实验数据，归纳出结论。 科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 科学探究：在探究活动中初步获得提出问题的能力。 通过探究活动，体验探究过程的全过程和方法。 科学态度与责任：初步建立将科学技术应用于实际的意识。 教材 分析 本节的探究实验相对于学生现阶段的思维水平以及学习能力等方面都是一个挑战，学生需要通过分组合作的形式体验科学探究的过程，在第二节学习了照相机、投影仪、放大镜的基础上，学生应该能体会出来物距影响着成像特点，这给本节的探究内容做了铺垫，所以在实验设计环节，最好是由学生进行自主设计，思考怎样完成探究过程，并且该实验的难点在于分析论证的过程，该实验会设计一些数字的计算，得到的数据量比较大， 教学重难点 教学重点：本节课的主要内容是需要学生通过合作探究的方法获得凸透镜成像规律，体验科学探究过程。 教学难点：学生现阶段的水平很难独立对数据进行分析，所以教师需要引导学生从何处入手来分析总结规律。 教学 器材 学生自制模型照相机、凸透镜、F光源、光屏、光具座 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 【学生演示】通过改变物体与自制照相机镜头的距离，分别演示照相机、投影仪、放大镜的成像原理。 【提出问题】为什么同样的一个凸透镜，可以呈现不同性质的像呢？根据观察我们发现，这似乎与物距有关，那么凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系? 今天一起进行探究——《5.3凸透镜成像的规律》。 观察演示过程中物距变化，思考问题，进入情景。 通过新颖的方式让学生进入课堂情境激发学习兴趣 学习新课 一、探究凸透镜成像的规律 【提出问题】凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？ 【猜想假设】 ①可能与物距的大小有关。 ②可能与凸透镜的焦距有关。 【设计实验】 1.实验器材：凸透镜、F光源、光屏、光具座 2.实验思路：以一倍焦距、二倍焦距……作为参照距离，将物体由远及近的靠近凸透镜，观察光屏上所呈现的特点，并记录物距和像距及其与焦距的关系。 3. 实验注意事项：①、怎样使烛焰的像成在光屏的中央？（并在一起比较） 使凸透镜、F光源、光屏的中心在同一高度 ②、物距一定时，如何确定F光源的像的位置？ 前后移动光屏，找到最清晰明亮的像 ③、如何得知物距和像距的大小？ 光具座自带刻度尺，算出刻度间的刻度差。 【进行实验与收集证据】 （1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。凸透镜固定在光具座中间40cm刻度处。 （2）学生先自行探究三组u＞2f时的成像规律，确定物距后，前后移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，自行观察其成像特点，并记录此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。 （3）以同样的方式探究u=2f、f<u<2f情况下的凸透镜成像规律，并记录表格。 （4）在探究以下两个物距过程中u=f、u>f，学生应透过凸透镜观察物体。 （5）学生把每一个实验探究结束后，教师带着学生归纳知识点。 ( 实验 次数 物距与焦距 的关系 像的性质 应用 虚实 大小 正倒 1 u > 2 f 实像 缩小 倒立 照相机 2 u = 2 f 实像 等大 倒立 测焦距 3 2 f > u > f 实像 放大 倒立 投影仪 4 u =f 不成像 5 u <f 正立 放大 虚像 —— )像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 5.5 cm 【分析与论证】 （1）凸透镜在什么条件下成实像，什么条件下成虚像？ （2）凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像？有没有缩小的虚像？ （3）凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？ （4）凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？ （5）像和像距随物距的变化规律：当物体成实像时，物体逐渐靠近透镜时，像距是变大了还是变小了？像是变大了还是变小了？当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像是变大了还是变小了？ 在学生交流讨论的基础上，进行归纳以下结论： 【探究结论】 一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小 实像异侧必倒立 物近像远像变大 虚像同侧必正大 物近像近像变小 【交流讨论】 （1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？ 【分析】可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上； ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上。 （2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是否完整？像的亮度有什么变化？ 【分析】光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。 （3）蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？ 【分析】像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节. 【例题1】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： ①把烛焰放在_________点，屏上出现的像最大； ②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。 ③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 ④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。 【答案】①c，②a，③c，④d、e。 对老师所提进行猜想并回答。 讨论并设计实验方案，进行展示。 进行分组实验，分工合作，收集证据。 分析论证，对5个问题进行交流讨论，总结出凸透镜成像的规律。 熟记凸透镜成像规律，练习巩固 在教师的引导下，学生逐步自行完成实验设计，在注意事项环节，自行思考重要关注点 课 堂 小 结 第3节 凸透镜成像的规律 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 照相机 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 投影仪 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 放大镜 板 书 设 计 第3节 凸透镜成像规律 实验结论： ①当u>2f时，成倒立缩小的实像，像距f<v<2f ②当u=2f时，成倒立等大的实像，像距v=2f ③当f<u<2f时，成倒立放大的实像，像距v>2f ④当u=f时，不能成像． ⑤当u<f时，成正立，放大的虚像，像距v>u ⑥物距增大时，像距减小，像变小；物距减小时，像距增大，像增大。 作 业 思考题＋质量检测A组 学科网（北京）股份有限公司 $$