物理八年级上册第3节 凸透镜成像的规律教学设计及反思

这是一份物理八年级上册第3节 凸透镜成像的规律教学设计及反思，共3页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法，情感等内容，欢迎下载使用。

一、知识与技能
1．理解凸透镜成像的规律。
2．知道凸透镜成放大、缩小的实像和虚像的条件。
二、过程与方法
1．能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，体验科学探究的全过程和方法。
2．通过对凸透镜成像现象的观察分析，总结出凸透镜成像规律，并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件，培养从物理现象中归纳科学规律的方法。
三、情感、态度与价值观
1．通过探究凸透镜成像的实验以及对其成像规律的分析，有意识地渗透辩证唯物主义观点。
2．通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生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学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律。
教学重、难点
教学重点：探究凸透镜成像规律。
教学难点：科学探究中实验数据的分析和处理。
教学过程
一、引入新课
学生活动一：让学生用凸透镜观察书上的字，同学们都能看到放大的字，这是他们已有的知识体验。然后让学生通过凸透镜观察老师，学生会观察到老师倒立、缩小的像，引发他们与已有经验的冲突，同时，也引发他们的思索，为什么透过同一凸透镜却看到不同的情景？进而引入新课。
学生活动二：让学生用另一个焦距不同的凸透镜，与前一透镜并排放置，同时观察课本文字，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的，进而引发学生对凸透镜的成像可能与透镜焦距有关的猜想。
二、新课学习
1．提出问题
通过上一节课的学习，大家知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。它们都利用凸透镜使物体成像，但成像情况各不相同。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。
通过凸透镜能观察到丰富多彩的像，对此大家能提出什么问题？
2．作出猜想
启发学生对提出的问题作出猜想：在前面的学生活动一中，凸透镜离书上的字较近，成正立、放大的像；老师离凸透镜较远，成倒立、缩小的像。照相时物体到凸透镜的距离较大，成倒立缩小的像；而投影仪中物体到凸透镜的距离较小，成倒立、放大的像。看来凸透镜所成像的大小、正倒跟物体到凸透镜的距离（即物距）有关。
通过学生活动二，可以看出凸透镜的焦距也会影响到所成的像。
因此，物距和焦距可能都会影响到所成像的大小、正倒和虚实。
3．设计实验
要探究凸透镜成像的规律，必须进行实验。实验要探究的问题就是凸透镜所成像的大小、正倒和虚实与物距和焦距有怎样的关系？实验时，可以在凸透镜焦距不变时，不断改变物距，观察所成像的特点。还要探究在物距不变时，换用焦距不同的凸透镜，观察所成的像是否改变。
思考：如何区别像的正立、倒立？怎样观察实像和虚像？
4．进行实验
介绍实验器材：光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜。
思考：
（1）怎样测量凸透镜的焦距？（让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距）
（2）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，谁在中间？（凸透镜）
（3）为使像成在光屏上，实验中烛焰、凸透镜和光屏还应满足怎样的位置关系？（在同一高度）
（4）怎样固定蜡烛？怎样利用光具座上的刻度确定物距、像距？（利用蜡烛燃烧滴下的蜡油固定蜡烛；利用物体、像与凸透镜所在刻度的差确定物距、像距）
（5）怎样在光屏上得到一个清晰的像？（将光屏向左右两个方向移动一点点，像都比原来模糊，则原来那个位置的像就是最清晰的像，这时光屏到透镜的距离才是像距）
（6）如何观察虚像？可以示范当物由远及近靠近凸透镜时，光屏无论怎样移动都不成像，这时把眼放在光屏这一侧，透过凸透镜观察烛焰，可观察到虚像，与放大镜观察物体相同。
在思考讨论的基础上，学生按课本上的步骤进行实验。
在测得了几组成倒立、缩小的像和倒立、放大的像的数据以后，思考：在什么情况下可以得到等大的像？理论和实验指出，当物距是焦距的二倍时，像和物等大。你通过实验做一做，并观察此时的像距是多少？像是正立的，还是倒立的？
当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上看不到蜡烛的像，继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上能看到蜡烛的像吗？拿去光屏，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，像是放大的，还是缩小的？正立的还是倒立的？此时的像是实像还是虚像？
5．总结归纳
总结凸透镜成像的规律：凸透镜既能成实像，也能成虚像；既能成放大的像，也能成缩小的像；既能成正立的像，也能成倒立像。
当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像。
当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像。
当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。
通过实验我们能发现，一倍焦距和二倍焦距是成像的两个重要分界点，分别是成什么像的分界点？
实验并思考：当物体从一倍焦距逐渐远离凸透镜时，像距和像的大小怎样变化？从一倍焦距逐渐靠近凸透镜时，像的大小又怎样变化？（在真实实验的基础上也可用计算机模拟整个过程。直接观看凸透镜成像的整个动态变化，从而对凸透镜成像形成一个宏观的整体的认识）。
为了帮助大家记忆，老师编了一个口诀：
一焦分虚实（即物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像）
二焦分大小（即物距小于二倍焦距，成放大的像；大于二倍焦距成缩小的像）。
实像异侧倒（成实像时，物和像总在透镜的两侧，且像是倒立的）。
物远像近小（物体离透镜越远，所成实像离透镜越近，且像越小）。
虚像同正大（成虚像时，物和像总在透镜的同侧，且像是正立、放大的）。
物近像变小（物体离透镜越近，所成虚像越小）。
其中一、二两句是对成像情况的总体把握，三、五两句是成像情况的静态分析，四、六两句是成像情况的动态描述。
思考：1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，某同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前，然后移动光屏，可他无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到烛焰的像。请你分析发生这一现象的可能原因。
2．凸透镜成实像时，像与物体上下是颠倒的，此时像与物体左右是否相反？
引导学生通过实验进行探究。最简单的方法是轻轻吹一下烛焰，看光屏上烛焰的像向哪个方向飘动，若两个飘动的方向相同，则说明像与物体左右不相反；若两个飘动的方向相反，则说明像与物体的左右也相反。也可以取一高一低两支蜡烛同时放在凸透镜前，要使它们紧靠在一起并且物距相同，光屏上便出现高低不同的两个烛焰的像，比较烛焰和它们的像的位置关系，便可知道像与物体的左右是否相反。
三、课堂小结
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。