初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）凸透镜成像的规律教案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）凸透镜成像的规律教案，共6页。教案主要包含了课前导入，新课讲授，用作图法研究凸透镜成像规律等内容，欢迎下载使用。
凸透镜成像的规律
教学目标
1.理解凸透镜的成像规律。
2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。
3利用凸透镜成像规律分析解决问题。
教学重点：对凸透镜成像规律的理解和认识
教学难点：指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系
教学过程
一、课前导入
因为本节内容以实验为主，向同学们播放在实验室提前录好的关于凸透镜成像规律的视频；视频内容首先是基础的实验操作，介绍实验器材，将凸透镜、蜡烛、光屏摆放好后，教师将点燃的蜡烛依次摆放在一倍焦距以内、一倍焦距上、一倍焦距到两倍焦距之间、两倍焦距上、两倍焦距以外这五个区间中，适当移动光屏的位置找，直到光屏上出现清晰的烛焰的像（这里可以用其他的光源代替），让同学们观察记录好所成像的特点；接着可以在成像时，互换光屏和蜡烛的位置，再次成像时记录成像的特征；用纸挡住凸透镜的上半部分，再去观察光屏上凸透镜所成像的特点；做完这些实验后，提出问题，一块小小的凸透镜，为何能呈现出各种不同特点的像，带着问题一起进入本节课的内容《5.3凸透镜的成像规律》
二、新课讲授
探究凸透镜成像的规律
【基本概念】
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。
【研究思路】
应该多次改变物体到透镜的距离（改变物距），观察并记录对应成像情况的变化，从大量数据中总结归纳出：物体到凸透镜距离的变化对成像影响的规律。
【设计实验】
将物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。
【进行试验与收集数据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）首先将蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离二倍焦距上，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中
【分析论证】
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距等于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像距和像都变小。
（口诀：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；成虚像时，物远像远像变大）
【得出结论】
用flash播放器演示凸透镜的成像规律，动画上的数据非常详细，成像远离也简单明了，可以非常直观的看出所成像的特点，依次调整蜡烛到凸透镜的距离，从物距的五个范围依次找出与之对应的像的情况如正倒、大小和虚实，以及像距所在的范围，以及应用的原理是什么；按照flash动画可以更好的总结凸透镜成像的规律，将下面的表格补充完整。
【交流与讨论】
1、实验时，有些同学无论怎样移动光屏，都无法找到像的位置，总结产生这样现象的原因：①物体在透镜的一倍焦距以内，成虚像；②蜡烛、透镜和光屏不在同一高度；③蜡烛的位置在透镜一倍焦点很近的位置上。
2、挡住凸透镜的上半部分，光屏上还是完整的像，但亮度会变暗
3、蜡烛长度变短时，像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.
4、因为在光的折射现象中光路是可逆的，所以当光屏上已经呈现清晰像时，交换蜡烛与光屏的位置，依旧可以得到一个清晰的像
二、凸透镜成像规律的应用
（一）照相机
1、照相机原理
物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f
成像原理：通过点光源发射出两条特殊光线，一条过光心，一条平行于主光轴，经凸透镜后汇聚于一点为像点；
2、照相机的调节
调节依据：物远像近像变小，物近像远像变大
使像变大：增大像距，减小物距，镜头前伸；
使像变小：增大物距，减小像距，镜头后缩。
（二）投影仪
1、投影仪原理
物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
2、投影仪的调节
调节依据：物远像近像变小，物近像远像变大
使像变大，投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；
使像变小，投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。
（三）放大镜原理
1、放大镜的原理
当物距 u