初中苏科版（2024）凸透镜成像的规律教学设计

这是一份初中苏科版（2024）凸透镜成像的规律教学设计，共11页。教案主要包含了凸透镜成像的规律，探究凸透镜成像的规律，成像规律及实验分析等内容，欢迎下载使用。

年级
八年级
学科
物理
课时数
1课时
教师
课题
三、凸透镜成像的规律
教学
目标
物理观念
知道凸透镜成像规律，知道凸透镜成像的三种典型的像的成像条件及其应用场景。知道物距（u）、像距（v）、焦距（f）的关系。
科学思维
通过实验分析归纳凸透镜成像规律，培养逻辑推理能力。运用动态思维理解物距变化对像的性质影响。
科学探究
能独立设计并完成“探究凸透镜成像规律”实验，正确操作光具座、光源、透镜、光屏，完成数据记录；分析数据，总结成像规律。提升对证据的分析和论证能力。
科学态度
与责任
在实验中养成严谨、协作的科学态度。体验由现象到规律、由规律到应用的完整科学认知过程，保持对光学技术的好奇与探索热情；认识凸透镜成像规律对科技发展的意义。
教材
分析
本节《凸透镜成像的规律》，是光学单元的核心内容。在学习了光的折射和透镜基础概念后，本节通过实验探究凸透镜成像的动态规律，建立物距、像距、焦距的定量关系，为后续光学仪器（如照相机、望远镜）的原理学习奠定基础，也是中考物理高频考点之一。
本节通过实验探究物距 u、像距 v、焦距 f 的关系，引导学生从“光的折射规律”走向“凸透镜成像规律”，为高中阶段深入学习透镜成像公式与光路奠定基础。教材以“提出探究任务→设计实验方案→采集数据→归纳规律→应用迁移”为主线，示范了用“控制变量法”研究多因素问题的基本范式，是培养学生科学探究能力的典型范例。
学情分析
八年级学生已学过光的折射、透镜对光的作用，能够识别凸透镜的焦点、焦距。焦点/焦距等概念，但对成像规律缺乏系统认知。具备初步作图能力，会用“三条特殊光线”粗略定位像点。八年级学生抽象思维较弱，对"物距变化引起像动态变化"的理解易混淆，需借助实验突破。实验兴趣浓，但实验设计、操作能力薄弱；易出现“只记口诀、不顾原理”的碎片化学习。对“实像—虚像”“倒立—正立”的本质区别仅停留在感官层面，难以与光路图一一对应。设计实验、数据分析能力待提升，需引导规范操作和图像分析。
教学重点
1．探究凸透镜成像规律的实验操作过程；
2．凸透镜成像的五种典型像情况及其实验归纳。
教学难点
1．凸透镜成像的动态规律理解：物距连续变化时像的大小/虚实/正倒的动态变化关系；
2．正确区分实像与虚像的本质特征。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
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。
【思考问题】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？
思考并回答问题
学习新课 一、探究凸透镜成像的规律
学生实验：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】
猜想1：可能与物体到透镜的距离有关。
【依据】照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。
猜想2：可能与凸透镜的焦距有关。
支持事例： 同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。
猜想3：像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的两侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的同一侧。
【设计实验】
（1）相关概念
①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm；
②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm；
③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
（2）实验思路
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。
（3）实验器材
①光具座、凸透镜（焦距 f =10cm）、蜡烛（烛焰作为发光体）、光屏等。
②光具座：光具座就是可以把凸透镜、光屏、蜡烛等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以测量各器材之间的距离，帮助我们读出物距、像距。
【信息快递】物体到透镜的距离称为物距（u）。 像到透镜的距离称为像距（v）。 能在光屏上呈现的像称为实像（realimage），它是由实际光线会聚形成的。
（4）数据记录表格 凸透镜的焦距 f=10 cm
实验
序号
物距
u/cm
像距
v/cm
像的性质
正立或倒立
放大或缩小
实像或虚像
①
②
③
④
⑤
⑥
【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。
（2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），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，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距u=2f（u=20cm），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，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间f