4.5 科学探究 ：凸透镜成像 教学设计 2025-2026学年 教科版八年级上册物理

4.5 科学探究： 凸透镜成像 教学设计 教学目标】 1．知识与技能 (1)了解透镜的种类。 (2)了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。 (3)探究并知道凸透镜成像的规律。 (4)了解透镜在光学仪器中的应用。 2．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，体验探究过程的全过程和方法。 (3)学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3．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。 教学重点、难点 探究凸透镜成像的规律。 仪器材料 光具座、光具盒（凸透镜、凹透镜）、蜡烛、火柴、多媒体课件 一、新课引入 1．复习：筷子斜插入透明玻璃杯的水中时，为何从侧面看筷子变弯折？ 2．故事引入：同学们听说过用冰取火的故事吗？ 用冰取火，似乎不可思议。但这并非讹传，这一创举发生在一千多年前。据晋代张华的《博物志》记载：“消冰命圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这真可以说是巧夺天工的发明创造。 同学们想不想知道这其中的奥妙以及所蕴藏的科学道理呢？ 生：发生了光的折射现象。 通过今天的学习，我们将逐步揭开这其间的神秘面纱。  充分引发学生的好奇心，激发学生的求知欲。 二、合作探究: （一）认识透镜 其实将透明的冰削成圆形后就变成了一种光学器材，我们把这种光学器材称之为透镜。 1．透镜：由玻璃、树脂或水晶等透明材料制成的两个表面或至少一个表面是球面的光学装置。 （展示实物） 2．透镜的类型：请同学们观察上图，看看这些透镜有没有什么特点？  生：有，有的透镜中间厚，边缘薄；也有的透镜中间薄，边缘厚。 ① 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。 如老花镜、照相机镜头、望远镜物镜。 ② 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。 如近视眼镜。 （那么，“用冰取火”的故事中的透镜应该是哪一种呢？为什么这种透镜可以点着火呢？） （看来，我们还得先来了解一下各种透镜对光会起到怎样的作用？） 3.（观察实验）透镜对光的作用： 取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上，用以小型平行光源射出一平行光束。然后在杯底放一个凸透镜或凹透镜，从烟雾中观察透镜对平行光的作用。 教师演示实验，通过对所观察到的现象的讨论得出结论：光束通过透镜时会发生光的折射现象。凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。 教师总结： 凸透镜对光线有会聚作用；    凹透镜对光线有发散作用。 4．几个关于透镜的基本概念： ① 主光轴：通过透镜两个球面球心C1、 C2的直线。 ② 光心：主光轴上的特殊点，通过它的光线传播方向不变。薄透镜的几何中心可以认为是光心。用“O”表示。 ( 演示现象，从现象入手介绍焦点、焦距的概念。) ③ 焦点：平行于透镜主光轴的光束经凸透镜折射后的能量聚集点，用“F”表示。这一点光斑最小、最亮。 ④ 焦距:焦点到透镜光心O 点的距离叫焦距，用 表示。 师：我们又如何能找出凸透镜的焦点并测量出凸透镜的焦距呢？ 5．测量凸透镜的焦距的方法：聚焦法（如图） 6．透镜对光的作用中的几条特殊光路。 性质： （1）通过光心的光线传播方向不变。 （2）平行主光轴的光线折射后通过焦点。（会聚通过，发散反向延长） （3）通过焦点的光线折射后平行主光轴。 师：凸透镜除了对光线有会聚作用以外，它能否也像平面镜一样成像呢？如果能成像,那么凸透镜成像的原因是什么呢？ 7．凸透镜对光的会聚作用是凸透镜成像的原因。 通过对图的分析，知道透镜成像是由透镜折射光线形成的。 （二）实验探究：凸透镜成像的规律 凸透镜成像的原理。凸透镜对光的会聚作用，是凸透镜成像的原因。在天晴时，教师亦可以在教室里让学生观察明亮的窗户在纸上成的像（如图所示），学生即席就可以做此实验，这是学生事先不容易想到的，会激起学生很大兴趣，适时引导学生讨论，提出问题、猜想和假设，经历提出问题和猜想的过程。凸透镜不但可以成放大的像，还可以成放大的像。引入课题：实验探究：凸透镜成像的规律。 1.问题与猜想 放大镜能成放大的像放大镜也能成倒立缩小的像。可能与放大镜与物体的位置有关。 2.制定计划 把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面同一直线上，。点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 （1）凸透镜的焦距ƒ= 厘米。 （2）提示1：实验数据应分三个范围采集，每个范围至少有两组数据。物体在2倍焦距以外；物体在2倍焦距到1倍焦距之间；物体在1倍焦距以内。 像的性质：倒立或正立、放大或缩小、实像或虚像。 提示2：实像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚成的，是能量的聚集，能用光屏承接。 虚像不是光线会聚成的，在像的位置没有能量的聚集，在光屏上不能成像，但可以通过凸镜直接看到像。对虚像的认识，可能有一定难度，老师可以引导学生结合平面镜所成的虚像来理解。 3.收集数据 物体到凸透镜的距离/cm 像的情况 倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像 4.分析论证 在探究活动的最后，教科书要求学生将蜡烛从很远的地方逐渐向凸透镜靠近，观察这个过程中像的变化。这个过程，不是对前面实验的简单重复，突出了从局部到整体、从静态到动态的认识过程，给学生一个动态的、全景式的图景。在此，教师要引导学生注意过程中像变化的两个分界点：蜡烛放在2倍焦距处和1倍焦距处。 将蜡烛放在2倍焦距处，像是怎样的？教师要引导学生通过推理来分析，突出理性思维的作用。 对透镜成像的应用，教科书有意识地介绍了学生发明的手电筒投影仪。在“家庭实验室”，让学生制作了“有凸透镜的照相机”。要鼓励学生应用所学知识进行小发明、小制作，培养学生的创造能力。 实验结论 像的情况 倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像 大于2倍焦距 倒立 缩小 实像 在2倍焦距到1倍焦距之间 倒立 放大 实像 小于1倍焦距 正立 放大 虚像 5.交流合作 凸透镜成像的两个分界点：（1倍焦距处分虚实、2倍焦距处分大小） 物体在2倍焦距处，成倒立、等大、实像。 物体在1倍焦距处，不能成像。 （三）透镜成像规律的应用 放大镜 照相机 投影仪 ( 科学探究：凸透镜成像 凸透镜（中央厚）：对光有会聚作用。 凹透镜（中央薄）：对光有发散作用。 性质：（1）通过光心的光线方向不变； （2）平行主光轴的光线折射后通过焦点。 （3）通过焦点的光线折射后平行主光轴。 光心O：透镜中心。焦点F：光能的聚集点。 焦距 ƒ ：焦点到光心的距离。 认识透镜 实验探究：凸透镜成像规律及应用 （1）U ＞2 ƒ ，成倒立缩小的实像，应用照相机 （2） ƒ ＜U＜ 2 ƒ ，成倒立放大的实像，应用投影仪 （3）U＜ ƒ ，成正立放大的虚像，应用放大镜 ) 三、板书设计 四、达标练习 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用的凸透镜的焦距为10cm，当物体距离凸透镜30cm时，在光屏上得到的清晰的像是（ ） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、等大的实像 C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的虚像 2. 下列透镜应用中属于凹透镜的是（ ） A．放大镜 B．老花镜 C．近视镜 D．照相机 3. .在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰等大清晰的像，该凸透镜的焦距是（　　） A ．7.5cm ＜ƒ＜ 15cm B ．ƒ=10cm C ．ƒ=30cm D．ƒ=15cm 4. 岳阳市天空出现了难得一见的“日晕”，许多市民都目睹了这美丽的自然奇观，如图是某摄影爱好者用相机拍摄的精彩瞬间，下列对照相机成像特点描述正确的是（　　） A. 倒立放大的实像 B. 倒立缩小的实像 C. 正立放大的虚像 D. 正立缩小的实像 5. .在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，此成像规律应用于（　　） A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 D．潜望镜 6. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，此成像规律应用于（　　） A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 D．潜望镜 7. 在“探究凸透镜成像规律”应用的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏（未画出）处于如图所示的位置时，放大镜成像原理是（　　） A．蜡烛不动，ƒ= 20cm 时，凸透镜在A处 B．蜡烛不动，ƒ= 10cm 时，凸透镜在B处 C．凸透镜不动，ƒ= 10cm时，蜡烛在C处 D．凸透镜不动，ƒ= 20cm时，蜡烛在A处 8. .在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm ＜ƒ＜ 15cm B．光屏上成倒立、放大的实像 C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可以再次得到清晰的像 D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰缩小的像 参考答案：1.A；2.C；3.D；4.B；5.A；6.C；7.D；8.A。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$