5.2 生活中的透镜 2024-2025学年人教版物理八年级上册

2 生活中的透镜 学情分析 在学习本节课的内容之前，学生已经对光的基本知识有了初步的了解，也接触了透镜的基本概念。其次，基于生活中的经验，学生知道照相机、投影仪、放大镜都能成像，但是对于它们成像的特点以及器材的结构了解得并不多。学生对透镜的应用充满好奇，但由于透镜涉及的物理原理相对复杂，学生在理解上会遇到一定的困难，有想对这些仪器进一步了解的愿望。八年级学生已具备了初步的观察、实验探究等能力，而且也有动手操作的兴趣，具备了一定的探究能力。 教学建议 本节课的主要内容是凸透镜在生活中的具体应用，为学生后续探究凸透镜成像的规律建立了初步的感知体验，因此在教学中应以实验探究和学生体验为主。在引入新课时，可以通过引导学生观察物体与凸透镜的距离不同时，凸透镜成不同的像，引出照相机、投影仪和放大镜的研究主题，引导学生在实验中观察现象并得出结论，助力他们科学思维的形成。接下来，可以让学生依据成像特点，动手制作模型照相机和投影仪，引导学生在实践活动中深入体会照相机的成像特点是缩小、倒立的像，且物体与透镜的距离较远；投影仪的成像特点是倒立、放大的像，而且物体与透镜的距离较近。进一步引导学生发现若物体离透镜更近，就能在透镜另一侧看见放大、正立的像，教师可以引导学生思考生活中哪个仪器也可以产生相同的效果，学生会回答出是放大镜，教师就可以让学生使用放大镜观察细小物体，感受透镜的放大作用。教学中一定要注意避免教师代替学生分析。 教学目标 物理观念 通过制作模型，观察照相机、投影仪、放大镜的成像情况，让学生归纳得出照相机、投影仪、放大镜的成像特点，初步了解凸透镜在生活中的应用，知道物距不同对成像的影响，以及凸透镜所成的实像和虚像的主要特征和区别。 科学思维 1．通过观察照相机、投影仪、放大镜的成像特点，逐步培养学生细致的观察能力和准确描述的能力。 2．通过用光路图对实像和虚像的形成原因进行分析，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，发展学生的科学思维。 科学探究 通过观察照相机、投影仪和放大镜的成像情况并动手制作照相机和投影仪的模型，学会对实验现象进行整理和分析，归纳得出照相机、投影仪、放大镜的成像特征，培养学生分析归纳、科学论证的能力以及与人交流合作的意识。 科学态度与责任 通过制作照相机和投影仪的模型和使用放大镜，培养学生对物理学科的兴趣，让学生体会科学技术对社会发展和人类生活的影响，使学生获得成功的愉悦，激发学生对科学的求知欲，逐步树立将科学知识应用于生活实际的意识。 重点难点 重点 通过动手体验，知道照相机能成倒立、缩小的像；投影仪能成倒立、放大的像；放大镜能成正立、放大的像。 难点 通过实际体验，初步感知实像和虚像的区别。 课时建议 本节建议1课时。 教学设计 教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备放大镜、老式幻灯机或投影仪、老式照相机、两个粗细相差很小的纸筒、一个焦距为10cm的凸透镜、半透明薄膜、手电筒、带图案的半透明薄膜等。 学生准备：预习本节课的内容，查阅资料并了解照相机的发展史。 预习清单 1．照相机的镜头相当于一个 镜，胶片相当于＿，在胶片上得到 的像。 2．投影仪上有一个相当于 的镜头，投影片上的图案通过这个镜头形成一个 的像。投影仪上有一个平面镜对光线起＿作用，从而改变光的传播方向。 3．放大镜就是 ，使用放大镜时，把放大镜放在物体上方适当位置，可以看到 的像。 答案 1．凸透 光屏 倒立 缩小 2．凸透镜 倒立 放大 反射 3．凸透镜 正立 放大 课程导入 教师引导：利用桌面上的凸透镜观察身边的物体，初步感受凸透镜成像的特点。 教师提问：通过凸透镜观察到的物体与真实物体之间有什么不同？ 学生通过实验可以发现：当被观察的物体距离凸透镜较远时，可以看到倒立、缩小的像；当被观察的物体距离凸透镜较近时，可以看到倒立、放大的像；如果进一步缩短物体与凸透镜的距离，可以看到正立、放大的像。 教师引导：凸透镜能形成不同的像，在生活中有广泛的应用。我们分别选一个典型的实例来认识生活中的透镜。 新课教学 任务一：照相机的成像特点 教师提问：生活中为了留住美好的场景，可以利用照相机将其拍下来。照相机的结构和成像原理是什么呢？ 通过阅读教材，学生可以总结出：照相机主要是由镜头、暗箱、胶片（感光元件）组成的。 教师引导：照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体上的光经过凸透镜折射后会聚在胶片（底片）上，胶片上涂着一层光敏物质，这种物质在受到光的照射后会发生化学反应，这样就可以将像的信息记录下来，拍出照片。早期的相机是固定焦距的，在透镜和胶片之间有一个可折叠的装置，调节该装置可以调节像与凸透镜的距离（像距）。现在生活中多使用数码照相机，数码照相机用电荷耦合器件作为感光元件代替胶片，电荷耦合器可以将光信号转换成电信号，从而更方便地记录物体的像。 教师提问：根据照相机的成像原理，能不能利用桌面上的器材制作出一架照相机呢？ 实验器材：两个粗细相差很小的纸筒、一个焦距为10cm的凸透镜、半透明薄膜等。 教师引导：关掉教室里的灯，把凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，改变凸透镜与薄膜间的距离，观察薄膜上的景物。 教师提问：薄膜上的景物和实物有什么区别？ 学生借助自己组装的照相机模型，通过观察比较可以得出：照相机所成的像是倒立、缩小的。 教师提问：为什么在现实生活中从照相机的取景窗看到的像是正立的呢？ 教师引导：为了观察方便，现在使用的照相机中装了把倒立的像转换为正立的像的电子元件，所以我们使用数码相机、手机照相时，看到的像都是正立的。 教师提问：现实生活中有时候需要拍特写，有时候需要拍全景，如何才能实现全景到特写的转变呢？ 教师引导学生改变物体与凸透镜的距离（物距），调节像距，观察像的变化情况。 学生经过尝试，总结出：物体靠近照相机的镜头时，需要使胶片离镜头远一点，且像变大，即“物近像远像变大”。 【设计意图】从照相机的结构和工作原理出发，设计制作活动，引导学生自己动手组装照相机模型并观察其成像特点，培养了学生的自主动手能力，激发了学生的学习兴趣，促进了学生科学探究能力的提升。受生活经验的干扰，学生会认为照相机底片上的像是正立、缩小的。通过实际操作，消除了学生的误解。最后，通过拍特写和全景的活动，让学生建立起“物近像远像变大”的观念，为后面学习凸透镜成像的规律奠定基础。 任务二：投影仪的成像特点 教师提问：照相机把物体“缩小”了，如果想让班里所有的同学都看见这个缩小的像，可以借助什么仪器呢？ 结合生活经验，学生能够回答出投影仪。 教师提问：能够利用器材自己组装一个投影仪吗？ 教师引导：照相机将大的物体“变小”了，在光的折射现象中，光路是可逆的，如果将光从胶片射出，通过透镜后可以在光屏上得到放大的像。 实验器材：含有凸透镜的暗箱、手电筒、带图案的半透薄膜等。 学生通过组装投影仪，调试模型，观察像的特点，可以总结出：投影仪成的是倒立、放大的像。 教师提问：如何能够让人们看到正立的像？ 学生通过自己动手尝试，发现将图案倒放就可以得到正立的像。 教师引导：如图甲所示是生活中用的投影仪，如图乙所示是投影仪的光路图。在没有使用平面镜时，像呈现在天花板上。使用平面镜后，平面镜起到改变光路方向的作用，把原来成在天花板上的像成在了水平方向的幕布上。如果想使像变大，则应将凸透镜向下移动靠近幻灯片，并将投影仪远离幕布。 甲 乙 ［设计意圈］从照相机过渡到投影仪，可以减少学生的认知障碍。将光路可逆的思想应用到新问题的解决中，利用旧知识解决新问题，可以培养学生灵活运用知识的能力。 任劳二：放大境的成像特点 教师提问：能不能利用已有的器材观察到正立的像呢？ 教师引导：将凸透镜靠近物理课本，从透镜另一端观察字的大小。 学生动手操作，体会进一步缩短物距后能看到正立的像。 教师提问：正立的像和物体相比，大小如何变化？ 学生观察并得出：正立的像是放大的。 教师提问：如果希望看到的字的正立的像变大一些，则应当如何调节放大镜与字间的距离？ 学生动手实验后回答：放大镜应适当离字远一点。物体越靠近放大镜一倍焦距的位置，像越大，但是这个距离不能大于放大镜的焦距。 教师提问：放大镜能成放大的像，投影仪也能成放大的像，这两种放大的像有区别吗？ 教师引导：请大家在放大镜的另一侧放光屏，移动光屏的位置，看能否在光屏上接收到像。 教师提问：为什么放大镜成的像不能呈现在光屏上，而投影仪和照相机成的像却能够呈现在底片和幕布上呢？ 教师引导：通过透镜对光的作用理解像能否呈现在光屏的根本原因在于像是不是实际的光会聚形成的。如图甲所示，投影仪和照相机成的像是实际的光会聚形成的，这样的像称为实像。如图乙所示，放大镜成的像不是实际的光会聚形成的像，而是折射光线的反向延长线会聚形成的，这样的像叫作虚像。实像可由光屏承接，虚像不能由光屏承接。 甲 乙 【设计意图】通过实验操作，学生可以更深刻地理解放大镜的成像特点。将照相机、投影仪所成的像与放大镜所成的像进行对比，使学生对实像和虚像建立起感性认识。通过光路图，从理论上深化对实像和虚像的理解，促进了学生科学思维的发展。 核心总结 通过实验，知道照相机成倒立、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，并且成像的大小与物距有关。对于实像和虚像，既可以从能否被光屏接收来区别，能在光屏上呈现的是实像，不能在光屏上呈现的是虚像；也可以从光路图的角度来理解，实际的光会聚形成的像是实像，而折射光线的反向延长线会聚形成的像是虚像。 学科网（北京）股份有限公司 $$