《科學探究：凸透鏡成像》公開課教學設計【物理滬科版八年級】

5/7第五節(jié)科學探究：凸透鏡成像教學設計一、教學目標1．通過觀察凸透鏡和凹透鏡的實物及課件中的圖，了解什么是凸透鏡，什么是凹透鏡，了解透鏡的焦點、焦距。2．通過實驗了解凸透鏡和凹透鏡對光的作用。3．從實驗中歸納簡單的科學規(guī)律，知道凸透鏡成像的規(guī)律。4．了解實像和虛像的區(qū)別。二、教學重點及難點重點：通過觀察和實驗，了解什么是凸透鏡和凹透鏡及對光的作用。通過實驗，探究凸透鏡成像的規(guī)律，會使用相關的實驗器材，能通過觀察和實驗收集凸透鏡成像規(guī)律的有關數(shù)據(jù)和資料。難點：培養(yǎng)學生觀察實驗的能力和根據(jù)實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的能力。三、教學用具光具座、火柴、蠟燭、凸透鏡、凹透鏡、光屏。四、相關資源多媒體課件、透鏡對光的作用.mp4、用太陽光測量凸透鏡的焦距.mp4、凸透鏡有什么特點.mp4、研究不同透鏡的特點和作用.mp4、【教學實驗】探究凸透鏡成像的規(guī)律.mp4、【知識解析】凸透鏡成像規(guī)律.mp4等。五、教學過程【課堂引入】回憶：一束光斜射入玻璃磚后，從玻璃磚出來的光線是怎樣的？學生做圖。如果是三束平行光斜射入玻璃磚會如何呢？如果是三束平行光垂直射入玻璃磚又會如何呢？玻璃磚的兩表面都是平面，厚度均勻，如果它們的厚度不同，而呈現(xiàn)有規(guī)則的球面，則它們對光線的作用情況如何呢？我們把這樣中央與邊緣厚度不同的鏡片叫做透鏡，這節(jié)課我們一起來學習透鏡相關的知識。【新知講解】（一）凸透鏡和凹透鏡教師展示PPT中凸透鏡和凹透鏡圖片。同學們，通過圖片你們能說出凸透鏡和凹透鏡的形狀特征了嗎？同學答：凸透鏡中間厚邊緣薄，凹透鏡中間薄邊緣厚。教師展示圖片，透鏡的兩個表面至少一個是球面的一部分。教師展示圖片，除了從形狀上我們能辨別出凸透鏡和凹透鏡，用其它方法我們也能區(qū)分凸透鏡和凹透鏡。分別用凸透鏡和凹透鏡觀察書上的字，凸透鏡可以使書上的字放大，凹透鏡使書上的字縮小。教師展示圖片，把兩種透鏡放在陽光下，有什么不同？凸透鏡放在陽光下會出現(xiàn)亮斑，凹透鏡放在陽光下會出現(xiàn)暗圈。（二）透鏡對光的作用1.凸透鏡對光有會聚作用、凹透鏡對光有發(fā)散作用為什么凸透鏡放在陽光下會出現(xiàn)亮斑，凹透鏡放在陽光下會出現(xiàn)暗圈。這是由于凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發(fā)散作用。透鏡對光的會聚或發(fā)散作用是由于透鏡對光的折射。用光學演示儀進行演示。2.焦點和焦距教師演示實驗焦點：凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫做凸透鏡的焦點。焦距：焦點到光心的距離。平行光線從凸透鏡另一側(cè)射向凸透鏡，也會會聚在主光軸上一點，這一點也是凸透鏡的焦點，所以凸透鏡有兩個焦點。教師演示實驗，凹透鏡有焦點嗎？把折射光線反向延長看一看。跟凹透鏡主光軸平行的光，經(jīng)凹透鏡折射后，反向延長線交于主光軸上一點，這一點由于不是實際光線會聚成的，稱為凹透鏡的虛焦點。凹透鏡有兩個虛焦點。教師表述，對于透鏡來說，有三條特殊光線。1．通過光心的光線傳播方向不改變。2．平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過虛焦點。3．經(jīng)過凸透鏡焦點的光線折射后平行于主光軸射出。對著凹透鏡異側(cè)虛焦點入射的光線折射后平行于主光軸射出。（三）實驗：探究凸透鏡成像的規(guī)律學生回答：可能和物距有關。教師引發(fā)學生思考，像的虛實、正倒有什么變化規(guī)律？教師展示圖片，用蠟燭做物體，研究燭焰所成的像。一塊白色的硬紙板做光屏，承接燭焰在凸透鏡中成的像。實驗中，燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心應調(diào)整在同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏的中央。學生觀看視頻并進行實驗，觀察成像的變化，總結成像規(guī)律。（五）凸透鏡成像特點及應用教師表述，看完視頻之后，同學們來總結一下凸透鏡成像特點及應用。學生回答：u>2f，成倒立、縮小的實像，f<v<2f，像和物在凸透鏡兩側(cè)。照相機就是利用凸透鏡成倒立、縮小的實像制成的。u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f，像和物在凸透鏡兩側(cè)。f<u<2f，成倒立、放大的實像，v>2f，像和物在凸透鏡兩側(cè)?；脽魴C就是利用凸透鏡成倒立、放大的實像制成的。u=f，無像。u<f，成正立、放大的虛像，像和物在凸透鏡的一側(cè)。教師展示表格進行總結。在凸透鏡成像規(guī)律中有兩個很重要的點：焦點F、二倍焦點2F。同學們可以記住下面的口訣，方便掌握凸透鏡成像的規(guī)律。一倍焦距分虛實，二倍焦距分大??；物遠像近像變小，物近像遠像變大；實像都倒立，虛像正立且放大。教師提問，大家思考一下，如果把透鏡用不透明物體遮擋一部分，觀察燭焰通過凸透鏡在光屏所成的像，是殘缺的嗎？教師演示實驗，并通過畫光路圖，幫助學生理解這種情況下仍成完整的像，只是像變暗了。教師展示圖片，請學生思考：小麗給同學拍照，想拍攝全身的，但發(fā)現(xiàn)在該位置只能從觀景框中看到半身。小麗應該怎么做？學生思考并討論。【典型例題】1.燭焰通過凸透鏡恰好在光屏上得到一個放大的像，若保持凸透鏡位置不變，把燭焰和光屏位置對調(diào)一下，則()A．光屏上仍能成一個放大的像B．光屏上能成一個縮小的像C．光屏上不能成像，但通過透鏡能看到D．以上說法都不對解析：既然在光屏上得到放大的實像，說明物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，像在另一側(cè)離凸透鏡的距離大于二倍焦距，位置對調(diào)后，即變成物體離凸透鏡的距離大于二倍焦距的成像情況，根據(jù)光路的可逆性，可知，放在實像位置的物體發(fā)出（反射）的光也能通過凸透鏡會聚到原物體位置，所以能在光屏上得到倒立、縮小的實像。答案：B2．某學生在做凸透鏡成像實驗時，若發(fā)現(xiàn)在距透鏡20cm處的光屏上有一個倒立、等大的像，則此透鏡的焦距可能為（）A．10cmB．6cmC．25cmD．無法確定解析：透鏡20cm處的光屏上有一個倒立等大的像，物體通過透鏡成倒立等大的像時，物體離凸透鏡的距離等于兩倍的焦距，像在凸透鏡的另一側(cè)，離凸透鏡的距離也等于兩倍的焦距。所以有2f=20cm，f=10cm。答案：A3．某物體經(jīng)凸透鏡在光屏上得到一個像，現(xiàn)將透鏡中部遮住不讓光通過，則屏上的像（）A．缺少中部B．變小C．性質(zhì)不變，像變暗D．變大解析：物體的每一點發(fā)出無數(shù)光線，即這些光線一部分通過除凸透鏡中部以外的地方成像在光屏上，也有一部分通過凸透鏡的中部成像在光屏上。所以當擋住凸透鏡的中部時，只是擋住了該點發(fā)出的成像光線的一部分，通過凸透鏡其他部分的光線仍能成像在光屏上，所以成像的性質(zhì)不變。由于通過的光減少，所以像的亮度變暗。答案：C4．將一物體放在凸透鏡前，使物距依次為6cm，18cm和24cm，分別得到放大的虛像、放大的實像和縮小的實像，則凸透鏡的焦距f滿足關系式（）A．f<6cmB．6cm<f<18cmC．9cm<f<12cmD．18cm<f<24cm解析：物距小于一倍的焦距，凸透鏡成放大的虛像。物距大于一倍的焦距小于兩倍的焦距，物體成放大的實像。物距大于兩倍的焦距，凸透鏡成縮小的實像。所以f>6cm，f<18cm<2f，2f<24cm，則9cm<f<12cm。C正確。答案：C六、課堂小結通過本節(jié)課的探究活動我們知道：1.照相機給景物照相時，物體到鏡頭的距離大于2倍焦距，在底片上成倒立縮小的實像。2.投影儀的投影片到投影儀鏡頭的距離在2倍焦距和焦距之間，在屏幕上成倒立的放大的實像；3.放大鏡觀察物體時，物體到放大鏡的距離小于焦距，看到的是正立的、放大的虛像。七、