第四章 第二节 探究：凸透镜成像的规律-【追梦之旅·大先生】2024-2025学年新教材八年级上册物理新教案(沪科版2024)

本节课通过实验观察和师生互动的方式,成功地引入了透镜的概念和种类,激发了学生的学习 兴趣和好奇心。 通过实验探究透镜对光线的作用,培养了学生的观察能力和实验能力,同时加深了 学生对透镜性质的理解。 课堂上学生积极参与讨论,思维活跃,能够联系实际生活来理解透镜的应 用,体现了学生的主体地位和教师的主导作用。 对于透镜的应用部分,由于时间限制,只能简单介绍 几个例子。 第二节　 探究:凸透镜成像的规律 1. 教学准备:白板、多媒体电脑、课件;凸透镜、蜡烛、火柴、刻度尺、光屏等。 2. 教学方法:在探究过程中,引导学生对凸透镜的成像规律进行猜想,初步设计方案,用实验探究的 方法找到凸透镜成像的规律。 3. 凸透镜成像规律是中考考点的一个重点,主要以填空题、选择题为主。 一、知识与技能 1. 理解凸透镜的成像规律。 2. 能运用凸透镜的成像规律分析判断解决一些实际问题。 二、过程与方法 1. 学习从物理现象中归纳科学规律的方法,能从探究活动中初步获得提出问题的能力。 2. 通过探究活动,体验探究的全过程和方法。 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道理。 2. 初步建立将科学技术应用于实际的意识。 重点:凸透镜对光线的作用及光路图的作法。 难点:了解凸透镜的成像规律。 用放大镜近距离看书,看到文字被放大,可是用放大镜看远处的物体时,却看到物体成了倒立缩 小的像。 同样是凸透镜,物体到凸透镜的距离不同,成像特点不同。 为何成像特点会有如此大的差 别呢? 凸透镜成像遵循什么规律呢? 【教师讲解】相关概念 (1)物距 u:物体到透镜光心的距离。 (2)像距 v:像到透镜光心的距离。 【学生实验】探究凸透镜成像的规律 提出问题:利用凸透镜能成什么样的像? 成像情况与哪些因素有关? 猜想与假设: (1)可能与物体到透镜的距离有关。 (2)可能与凸透镜的焦距有关。 【过渡】同学们的猜想非常好,我们今天只研究凸透镜所成的像与物距的关系。 设计实验与制订计划: (1)我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方,然后逐渐移近,观察成像的情况。 由于凸透镜对光 的偏折程度跟透镜的焦距 f 有关系,所以研究物距 u 的变化时,焦距 f 可能是个应该注意的参照距 离。 比如,我们可以注意观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况。 33 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ZDK·八年级物理上册 (2)所需实验器材:光具座(带刻度尺)、蜡烛、火柴、凸透镜(已知焦距)、光屏。 (3)设计实验记录表格。 凸透镜的焦距 f= 　 　 　 　 cm 物距与焦距的关系 物距 u / cm 像的性质 虚实 大小 正倒 像距 v / cm 进行实验与收集证据: (1)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、蜡烛、光屏的中心在同一 高度,目的使像成在光屏的中央; (2)将透镜固定在光具座中间 50 cm 刻度处(透镜的焦距为 10 cm),把蜡烛放在较远处,使物距 u>2f (u>20 cm),移动光屏,直到光屏上出现清晰的烛焰的像,观察像的大小和正倒,同时测出此时的物 距 u 和像距 v,将数据记录在表格中。 (3)把蜡烛向透镜移近,使物距 u= 2f(u= 20 cm),移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像, 观察像的正倒和大小,测出物距 u 和像距 v,将数据记录在表格中。 (4)把蜡烛继续向透镜移近,使 f<u<2f(10 cm<u<20 cm),移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛 焰的像,观察像的正倒和大小,测出物距 u 和像距 v,记录在表格中。 (5)把蜡烛继续向透镜移近,使 u= f= 10 cm (在焦点处) , 移动光屏,光屏上不成像;眼睛通过透镜 也看不到像。 (6)把蜡烛继续向透镜移近,使 u<f(u<10 cm),移动光屏,光屏上不成像,眼睛通过透镜,在蜡烛一侧 能看到虚像,记录像的正倒和大小。 测出物距 u,记录在表格中。 (7)数据记录汇总。 分析与论证: 【教师提问】在实验中,你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗? 【学生回答】焦点是实像和虚像的分界点。 【教师提问】在实验中,你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗? 【学生回答】2 倍焦距是缩小像和放大像的分界点。 【教师提问】什么情况下像和物体在凸透镜两侧? 什么情况下像和物体在凸透镜同侧? 【学生回答】成实像时物像异侧,成虚像时物像同侧。 【教师提问】当凸透镜成实像时,随着物距的减小,像距是怎样变化的? 【学生回答】物距减小,像距增大,即物像同方向移动,像跟着物体在移动。 实验结论:凸透镜成倒立、放大的实像和倒立、缩小的实像的规律: ①当 u>2f 时,成倒立、缩小的实像,此时,f<v<2f。 ②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 f<u<2f 时,成倒立、放大的实像,此时,v>2f。 43 ④当 u= f 时,不成像,此点为成像虚实的分界点。 ⑤当 u<f 时,成正立、放大的虚像。 【教师总结】 凸透镜成像的规律 物距 u 像的特点 正倒 大小 实虚 像距 v u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f u= 2f 倒立 等大 实像 v= 2f f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f u= f 不能成像 u<f 正立 放大 虚像 v>u 反思交流: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但靠近焦点处时,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。 【教师布置作业】思考用照相机照相时,发现底片上的像有点小,想要使像更大一些应该如何操作? 【教师引导学生】根据教材迷你实验室了解照相机的成像原理并自制照相机。 例:如图所示,光屏上已呈现清晰的烛焰的像,将蜡烛向左移动 5 cm,光屏上的像变模糊了。 下列措 施中,可以使光屏上烛焰的像再次清晰且最小的是(　 A　 ) A. 保持凸透镜和蜡烛不动,向左适当调节光屏 B. 保持光屏和蜡烛不动,向左适当移动凸透镜 C. 保持光屏和蜡烛不动,将凸透镜换成稍薄一点的 D. 保持光屏和蜡烛不动,在蜡烛和透镜间适当位置加一 个凹透镜 参考《追梦之旅》学生用书 凸透镜成像的规律:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小, (成实像时)物近像远像变大,物远像近 像变小。 53 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ZDK·八年级物理上册 透镜对光的作用的作图是本节难点,特殊光线作图还要多多训练。 有意识的让学生将物距和像 距与焦距进行对比,这样学生给出的结论就会比较整齐一些。 教学中怎样引导学生去发现物距与二 倍焦距、一倍焦距的关系以及引导学生通过实验发现凸透镜成像规律是本节探究课的重难点。 第三节　 神奇的“眼睛” 1. 教学准备:白板、多媒体电脑、课件;眼睛模型、近视眼镜、远视眼镜、凸透镜、凹透镜、放大镜等。 2. 教学方法:努力把握以学生为主体,以学生现有的知识水平创设情景、设计提问、课件引导,力求使 学生通过自己的努力达到学会知识的目的。 一、知识与技能 1. 了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因及矫正方法。 2. 了解凸透镜成像规律在放大镜、显微镜、望远镜、投影仪中的应用。 二、过程与方法 1. 通过观察实验和实践,培养学生理论联系实际,实事求是,求真务实的科学态度。 2. 通过实验对比发展学生初步的科学探究能力,增强学生的创新意识和实践能力。 三、情感态度与价值观 关心透镜在生活中的应用,通过矫正视力的学习,对学生进行眼睛保健教育,使学生有将科学技 术应用于日常生活的意识。 重点:1. 眼睛成像原理、近视眼和远视眼的矫正。 2. 放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的原理。 难点:1. 眼睛的调节作用、通过实验探究矫正视力的方法。 2. 光学仪器成像原理及成像情况分析。 眼睛就像一架活的照相机。 但它与照相机有何异同? 人又是怎样看到物体的? 近视眼、远视眼 是怎么回事呢? 这节课我们就一起来探究这些问题的答案。 一、我们是如何看见物体的 1. 眼睛的视物原理 【教师 PPT 演示】眼睛的主要结构　 【教师提问】眼球主要由哪几部分组成? 各部分的主要功能是怎样的? 【学生回答】眼球主要由睫状体、角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、玻璃体、视网膜和通往大脑的神经组 成。 其成像情况类似于凸透镜成像。 晶状体和角膜发挥凸透镜的作用,与视神经相连的视网膜相 当于光屏。 【教师提问】眼睛视物的原理与凸透镜成像的原理相同吗? 【学生回答】来自物体的光线通过瞳孔,经晶状体成像在视网膜上,再由神经系统传到大脑,大脑 处理后我们就看到了物体。 物体在视网膜上成缩小、倒立的实像,与照相机成像原理类似。 【教师 PPT 演示】 63