5.2 生活中的透鏡教學(xué)設(shè)計(jì)八年級(jí)物理上冊（人教版2024）

5.2生活中的透鏡（教學(xué)設(shè)計(jì)）年級(jí)八年級(jí)授課時(shí)間課題5.2生活中的透鏡教學(xué)目標(biāo)1.了解透鏡在日常生活中的應(yīng)用。知道凸透鏡在三種常見儀器上所成像的不同，能初步區(qū)分照相機(jī)、投影儀、放大鏡的成像特點(diǎn)。2.經(jīng)歷制作簡易模型照相機(jī)的過程，獲得成功的愉悅，并初步了解照相機(jī)的成像原理。3.能簡單描述凸透鏡成實(shí)像和虛像的主要特征。4.通過了解生活中多種多樣的透鏡，培養(yǎng)樂于利用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象的習(xí)慣，初步形成將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)。教材分析學(xué)情分析學(xué)生們對(duì)身邊的照相機(jī)、投影儀、放大鏡有初步的了解，但對(duì)透鏡成像的認(rèn)識(shí)，大部分限于放大鏡能成正立放大的像，對(duì)照相機(jī)、投影儀、放大鏡的結(jié)構(gòu)和成像特點(diǎn)了解并不多或不完整，這需要提高學(xué)生們的觀察能力和對(duì)知識(shí)的歸納總結(jié)能力。所以本節(jié)課的教學(xué)需要給學(xué)生提供照相機(jī)、投影儀和放大鏡等豐富的感性材料，讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、分析、歸納的過程，總結(jié)出照相機(jī)、投影儀、放大鏡的成像特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)照相機(jī)、投影儀、放大鏡的成像特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)像和虛像的區(qū)別。教學(xué)器材實(shí)物照相機(jī)、投影儀、投影片、放大鏡，模型照相機(jī)材料（兩個(gè)直徑相近的圓紙筒，一個(gè)焦距10cm的凸透鏡、半透明薄膜、膠帶）等。多媒體ppt，包含視頻《自制照相機(jī)模型》、《投影儀工作原理》、《放大鏡》等。教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入新課【播放圖片，提問引入課題】（1）晶瑩的露珠是大自然創(chuàng)造的“透鏡”。觀察生活中用到透鏡的地方，想一想：這些透鏡所成的像各有什么特點(diǎn)?（2）生活中人們經(jīng)常使用眼鏡、照相機(jī)、投影儀、顯微鏡等光學(xué)儀器。你知道它們的成像原理和成像特點(diǎn)嗎？它們成的像有什么不同嗎？觀看透鏡或圖片，思考問題，進(jìn)入情景。學(xué)習(xí)新課一、照相機(jī)1．照相機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及作用【播放照相機(jī)圖片，講解】照相機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。主要構(gòu)造有：鏡頭、快門、光圈、調(diào)焦環(huán)、膠片等。（1）鏡頭：由一組透鏡組成，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，起到成像作用。（2）快門：控制曝光時(shí)間。（3）光圈:控制進(jìn)光量的多少.（4）調(diào)焦環(huán)：調(diào)節(jié)鏡頭到膠片間的距離，即調(diào)節(jié)像距。（5）膠片：相當(dāng)于涂有感光材料的光屏。2.照相機(jī)成像原理【講解】來自物體的光經(jīng)照相機(jī)鏡頭后，在膠片上會(huì)聚成被攝物體的像。物體到鏡頭的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鏡頭的焦距，在膠卷上得到倒立、縮小的實(shí)像。3.照相機(jī)的信息（圖像）存儲(chǔ)（1）傳統(tǒng)相機(jī)用膠片（膠卷）傳統(tǒng)相機(jī)用膠片，涂著一層對(duì)光敏感的物質(zhì)，光在膠片上曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的像被記錄在膠片上。（2）數(shù)碼相機(jī)用電荷耦合器件數(shù)碼相機(jī)用電荷耦合器件（CCD感光元件）替代膠片作為成像的光屏并記錄像的信息，把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)。4．照相機(jī)的成像特點(diǎn)【提問】根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，猜想照相機(jī)成的像有什么特點(diǎn)？【歸納】（1）照相機(jī)成縮小、倒立的像。（2）像距小于物距。（3）像與物體位于凸透鏡的兩側(cè)。（4）照相機(jī)成像時(shí)，物距、像距及像的大小變化規(guī)律：物遠(yuǎn)像近像變?。晃锝襁h(yuǎn)像變大。照相機(jī)成像示意圖5．照相機(jī)的“調(diào)焦”【演示】使用照相機(jī)拍攝遠(yuǎn)、近不同物體的像，觀察鏡頭的伸縮情況?！局v解】為了使遠(yuǎn)近不同的景物在膠片上都能形成清晰的像，需要旋轉(zhuǎn)鏡頭上的“調(diào)焦環(huán)”——調(diào)節(jié)鏡頭到膠片的距離?！窘Y(jié)論】拍攝遠(yuǎn)處景物時(shí)，鏡頭往后縮，離膠片近一些，此時(shí)的像比較小。拍攝近處景物時(shí)，鏡頭往前伸，離膠片遠(yuǎn)一些，此時(shí)的像要變大一些?！鞠胂胱h議】小明用照相機(jī)拍攝照片時(shí)，發(fā)現(xiàn)一部分同學(xué)沒有進(jìn)入鏡頭內(nèi)（如圖甲所示）；后來他對(duì)照相機(jī)進(jìn)行了調(diào)節(jié)后就照出了“全家?！保ㄈ鐖D乙），他是怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)的呢？【解答】圖甲同學(xué)的像比乙大，所以為了照出“全家?！保瑧?yīng)該使像變?。粍t需要使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，同時(shí)鏡頭后縮，以縮短暗箱（像距）。6.自制模型照相機(jī)（1）制作方法用硬紙板做兩個(gè)粗細(xì)相差很小的紙筒，使一個(gè)紙筒剛好能夠套入另一個(gè)紙筒內(nèi)，并能前后滑動(dòng)。在一個(gè)紙筒的一端嵌上一個(gè)焦距為5-10cm的凸透鏡，另一個(gè)紙筒的一端蒙上一層半透明薄膜。這樣就做成了模型照相機(jī)。（2）模型照相機(jī)的成像特點(diǎn)與調(diào)節(jié)①用做的照相機(jī)，鏡頭對(duì)準(zhǔn)窗外遠(yuǎn)處景物，調(diào)節(jié)相機(jī)，會(huì)在半透明紙上得到一個(gè)倒立、縮小的清晰的像。②從拍攝遠(yuǎn)處景物到近處景物時(shí)，需要增大透鏡到半透明紙之間的距離，會(huì)發(fā)現(xiàn)半透明紙上的像變大?！静シ乓曨l】——《自制模型照相機(jī)》【例題1】照相機(jī)鏡頭的作用相當(dāng)于一個(gè)_____鏡，來自物體的光經(jīng)過照相機(jī)鏡頭后，會(huì)在膠卷上形成一個(gè)____（選填“放大”或“縮小”）、____（選填“倒立”或“正立”）的_____像（選填“實(shí)”或“虛”）?！敬鸢浮客雇?，縮小，倒立，實(shí)?！窘馕觥空障鄼C(jī)的成像原理是物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距與二倍焦距之間，成倒立、縮小的實(shí)像，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡。教學(xué)中的投影儀鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，投影時(shí)，物距在一倍焦距與二倍焦距之間，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的實(shí)像?！纠}2】如圖，在“自制照相機(jī)模型”時(shí)，用硬紙板做兩個(gè)粗細(xì)相差很少的紙筒，使一個(gè)紙筒剛好能夠套入另一個(gè)紙筒內(nèi)，并能前后滑動(dòng)。（1）在取材時(shí)，另一個(gè)紙筒的一端蒙上的材料是_______（填“透明”、“半透明”或“不透明”）膜；（2）觀察時(shí)，應(yīng)選擇____（填“亮”或“暗”）的物體作為觀察對(duì)象；（3）小明用自制的照相機(jī)先拍攝到了遠(yuǎn)處的物體清晰的像，再拍攝近處物體時(shí)，應(yīng)將兩筒間的距離變______；觀察到膜上的像變______。（兩空填“小”“大”或“不變”）【答案】（1）半透明；（2）亮；（3）大，大?！窘馕觥浚?）自制照相機(jī)模型時(shí)，為了既能承接像，又能觀察到像，應(yīng)用半透明薄膜做光屏。（2）為了能在半透明膜上成清晰的像，選擇亮的物體做觀察對(duì)象較好。（3）小明用自制的照相機(jī)先拍攝到了遠(yuǎn)處的物體，再拍攝近處物體時(shí)，即物距減小，像距應(yīng)增大，薄膜上的像變大，則應(yīng)將兩筒間的距離變大。了解照相機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及各部分作用。知道照相機(jī)成像原理。了解照相機(jī)信息（圖像）的存儲(chǔ)方法，知道傳統(tǒng)相機(jī)與數(shù)碼相機(jī)儲(chǔ)存的方法不同。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出照相機(jī)成像的特點(diǎn).知道使用照相機(jī)調(diào)焦的目的，并會(huì)調(diào)焦。進(jìn)行討論，代表回答。自己動(dòng)手制作模型照相機(jī).并觀察成像特點(diǎn)，會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。觀看視頻，了解模型相機(jī)的制作與觀察調(diào)節(jié)過程。做例題1，知道照相機(jī)的作用與成像特點(diǎn)。做例題2，掌握自制模型照相機(jī)的一些技巧，并會(huì)調(diào)節(jié)相機(jī)。學(xué)習(xí)新課二、投影儀【播放圖片并提問】現(xiàn)代教學(xué)中常用到投影儀（或幻燈機(jī)），觀察它的結(jié)構(gòu)，想想它成的像有什么特點(diǎn)？1.投影儀簡介是提供大尺寸畫面的投影式光學(xué)儀器?？捎糜诜庞呈孪戎谱骰颥F(xiàn)場書寫的各種大尺寸投影單片或卷片，以及用透明材料制作的投影教具等?，F(xiàn)在會(huì)議室、教室用的投影儀，可以通過不同的接口同計(jì)算機(jī)、VCD、DVD、游戲機(jī)、DV等相連接，電腦上的字圖或視頻通過投影儀被放大。2.投影儀的主要構(gòu)造及各部分的作用【利用ppt講解】由凸透鏡（鏡頭）、燈泡、投影片、平面鏡、屏幕等組成。（1）鏡頭：凸透鏡，起成像作用。（2）螺紋透鏡：相當(dāng)于凸透鏡，起作用是會(huì)聚光，增加投影片的亮度。（3）反光鏡：使光集中向一個(gè)方向射出，使屏幕上像較亮。（4）屏幕：相當(dāng)于光屏，承接像。（5）平面鏡：改變光的傳播方向。投影儀結(jié)構(gòu)示意圖投影儀原理示意圖3.投影儀的成像原理【演示實(shí)驗(yàn)】把投影儀上的平面鏡（反光鏡）取下，投影片放到載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)鏡頭，在天花板上就能得到投影片上圖案清晰的像，觀察像的大小、倒正。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】像是放大的（和投影片上的人物相比）；像是倒立的（以像上人物頭腳朝向和投影片上人物頭腳朝向比較得出）?！拘〗Y(jié)】投影儀原理：投影儀（幻燈機(jī)）上的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，能成倒立、放大的實(shí)像。4.投影儀成像的特點(diǎn)（1）投影儀成倒立、放大的實(shí)像；（2）物距（投影片到透鏡的距離）小于像距（像到透鏡的距離）；（3）像和物體在透鏡兩側(cè)；5．投影儀的調(diào)節(jié)【提問】要使屏幕上的圖像大些，應(yīng)怎樣做？要使屏幕上的圖像小些，應(yīng)怎樣做？為了在屏幕上成正立的像，膠片應(yīng)怎樣放？【歸納】（1）要使屏幕上的圖像大些，膠片靠近鏡頭，同時(shí)投影儀遠(yuǎn)離屏幕。（2）為了在屏幕上成正立的像，要把膠片倒著放。【播放視頻】——《投影儀的成像原理》【例題3】如圖所示，若要增大屏幕上的像，則像距要增大，屏幕固定時(shí)投影儀要向____（“左”或“右”）移；同時(shí)物距要減小，鏡頭要向_____（“上”或“下”）調(diào)。投影儀上的平面鏡的作用是_______，使像成在屏幕上，不改變像的大小。【答案】右，下，改變光路?！窘馕觥砍蓪?shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大，所以，要使屏幕上的像變大，則需要減小物距，增大像距，即屏幕固定時(shí)投影儀要向后移；物距要減小，鏡頭要向下調(diào)。投影儀中的平面鏡可以將透鏡會(huì)聚的光反射到屏幕上，起到改變光的傳播方向的作用。初步了解投影儀的用圖。觀察投影儀的結(jié)構(gòu)，知道各部分的作用。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納出出投影儀成像的原理。歸納出投影儀成像的特點(diǎn)。討論回答，說出調(diào)節(jié)投影儀的方法。觀看視頻，進(jìn)一步理解投影儀的成像特點(diǎn).做例題3并解析解析，會(huì)根據(jù)成像要求調(diào)節(jié)投影儀。學(xué)習(xí)新課三、放大鏡【提問】放大鏡是凸透鏡，是常用的光學(xué)儀器之一。放大鏡成的像有什么特點(diǎn)？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】①指導(dǎo)學(xué)生用放大鏡看書上的字，并改變放大鏡到字的距離（由近逐漸變遠(yuǎn)），觀察字的放大情況。②在放大鏡后面放一張白紙，觀察白紙上是否會(huì)出現(xiàn)像?！究偨Y(jié)】放大鏡能使書上的字放大，字是正立的，說明放大鏡能成正立、放大的像。放大鏡成像放大鏡成像原理圖1.放大鏡的成像原理把放大鏡放在物體跟眼睛之間，適當(dāng)調(diào)整距離（物體在焦點(diǎn)以內(nèi)），我們就能看清物體的細(xì)微之處。放大鏡是利用了凸透鏡能成放大的虛像這一原理，實(shí)際上是一個(gè)短焦距的凸透鏡。2.放大鏡的成像特點(diǎn)（1）放大鏡成放大、正立的像。（2）像距大于物距；（3）像與物體位于凸透鏡的同側(cè)。3.放大鏡的調(diào)節(jié)使像變大時(shí)，讓放大鏡與物體之間的距離適當(dāng)增大些。使像變小時(shí)，讓放大鏡與物體之間的距離適當(dāng)減小些。4.生活中的放大鏡【提問】在生活中，有哪些放大鏡？列舉幾例？【歸納】在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，選出幾例進(jìn)行歸納。水滴滴在樹葉上，由于張力作用，形成半圓形，相當(dāng)于放大鏡，看到的物體比實(shí)際的大。體溫計(jì)的直管做得很細(xì)，而且水銀是銀白色的，很難看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的樣子，從側(cè)面看過去，相當(dāng)于凸透鏡，起到放大的作用。魚缸水滴體溫計(jì)外壁做成三棱柱【播放視頻】——《放大鏡》【例題4】透過球形的透明玻璃魚缸看水中的魚要比真實(shí)的魚_____（填“大”或“小”），其原因是裝水的球形魚缸相當(dāng)于一個(gè)________，所看到的“魚”是魚的____像。（填“實(shí)”或“虛”）【答案】大，凸透鏡，虛?！窘馕觥恳?yàn)榍蛐昔~缸盛水后魚的身體和魚缸壁之間形成了水凸透鏡，魚在水凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像；此時(shí)凸透鏡相當(dāng)于放大鏡，所以從球形魚缸的外側(cè)看缸里養(yǎng)的金魚比真實(shí)的魚要大得多。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，思考問題并回答，得出結(jié)論。知道放大鏡的成像原理。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，歸納出放大鏡成像的特點(diǎn)。會(huì)調(diào)節(jié)根據(jù)需求放大鏡。列舉生活中的放大鏡及形成原因。觀看視頻，進(jìn)一步理解放大鏡成像的特點(diǎn).做例題4，了解生活中的放大鏡及其原理。學(xué)習(xí)新課四、實(shí)像和虛像【提問】照相機(jī)、投影儀、放大鏡所成的像有什么不同嗎？【總結(jié)】照相機(jī)和投影儀成的像是可以用光屏承接，物體和像分別位于凸透鏡的兩側(cè)。放大鏡所成的像不能用光屏承接，物體和像分別位于凸透鏡的同一側(cè)?！窘o出實(shí)像、虛像概念】1.實(shí)像：是實(shí)際光會(huì)聚而成的。如果把光屏放在像的位置，就能夠承接到所成的像。這種像叫作實(shí)像。例如，照相機(jī)和投影儀所成的實(shí)像，是由實(shí)際光會(huì)聚而成的，能成在光屏上，物、像分別位于凸透鏡的兩側(cè)，且像是倒立的。成實(shí)像的事例：小孔成像、照相機(jī)成像、投影儀成像、電影銀幕上的像。2.虛像：平面鏡所成的像是虛像，放大鏡所成的像也是虛像。凸透鏡成虛像時(shí)，通過凸透鏡出射的光沒有會(huì)聚，光屏不能承接到所成的像。只是人眼逆著出射光的方向看去，感到光是從虛像的位置發(fā)出的，物體和虛像位于凸透鏡的同側(cè)。成虛像的實(shí)例：平面鏡成像；光的折射成像；放大鏡成像。3.實(shí)像和虛像的區(qū)別實(shí)像虛像共同點(diǎn)都能用眼看到不同點(diǎn)①能在光屏上呈現(xiàn)；②由實(shí)際光線會(huì)聚而成。①不能在光屏上呈現(xiàn)；②由光的反向延長線會(huì)聚而成的像?！纠}5】如圖所示的是小東使用放大鏡欣賞郵票時(shí)的情境。下列光路圖能反映其成像原理的是（）【答案】C。【解析】使用放大鏡欣賞郵票時(shí)的情境屬于凸透鏡成像，物體在1倍焦距以內(nèi)成正立放大的虛像。A．圖中為小孔成像，屬于光的直線傳播，故A不符合題意；B．圖中為平面鏡成像原理，屬于光的反射現(xiàn)象，故B不符合題意；C．圖中蠟燭位于凸透鏡1倍焦距以內(nèi)，成正立放大的虛像。故C符合題意；D．圖中蠟燭位于凸透鏡1倍焦距與2倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，故D不符題意。故選C.思考回答照相機(jī)、投影儀、放大鏡所成的像的區(qū)別。理解實(shí)像的概念，列舉生活中實(shí)像的事例。理解虛像的概念，列舉生活中虛像的事例.區(qū)別實(shí)像與虛像。做例題5，知道一些光學(xué)器材所成像的特點(diǎn)不同、原理不同，區(qū)別實(shí)像與虛像。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1．如圖所示是用放大鏡觀察一只螞蟻的情形，下列說法正確的是（）A．放大鏡與近視眼鏡用同種透鏡B．放大鏡靠近螞蟻時(shí)像變大C．此時(shí)物距小于一倍焦距D．此時(shí)看到螞蟻的像是實(shí)像【答案】C。【解析】A．放大鏡是一個(gè)凸透鏡，對(duì)光線具有會(huì)聚作用，近視眼鏡是凹透鏡，對(duì)光線具有發(fā)散作用，故A錯(cuò)誤；BCD．用放大鏡觀察小螞蟻的形體時(shí)，觀察到螞蟻的像是正立的，所以螞蟻到放大鏡的距離要小于焦距，這樣才可以成放大、正立的虛像；根據(jù)凸透鏡的成像特點(diǎn)知，凸透鏡成虛像時(shí)，物近像近像變小，所以放大鏡靠近螞蟻時(shí)，物距變小，像距變小，所成的像變小，故BD錯(cuò)誤，C正確。所以選C。2．周末小琳陪媽媽逛商城時(shí)，看到許多商場店家把廣告用燈打到地面上。她查閱得知這是一款投影燈，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖中信息可知，地面上的像是（選填“正立”或“倒立”）、（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像【答案】倒立放大【詳解】投影燈的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，相當(dāng)于投影儀的成像情況。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物距f<u<2f，像距v>2f，成倒立、放大的實(shí)像，投影燈就是利用這一原理制成的。3.現(xiàn)在的教室作為標(biāo)準(zhǔn)化考場，都安裝了如圖所示的電子監(jiān)控器，其主要由光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)兩部分組成。光學(xué)系統(tǒng)收集監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的景物信息，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸送到監(jiān)控中心。其中光學(xué)系統(tǒng)的工作原理是利用（）A．凸透鏡成正立放大實(shí)像 B．凹透鏡成正立放大虛像C．凸透鏡成倒立縮小實(shí)像 D．凹透鏡成到立放大虛像【答案】C【詳解】光學(xué)系統(tǒng)的工作原理實(shí)際上是一個(gè)凸透鏡，其成像原理與照相機(jī)的成像原理是相同的，成倒立、縮小的實(shí)像。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。4.小明同學(xué)把照相機(jī)、投影儀和放大鏡成像情況進(jìn)行了比較后，他認(rèn)為這三種儀器所成的像具有如下特點(diǎn)，其中錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)像都和物體分別居于透鏡兩側(cè)B.虛像都和物體在透鏡的同一側(cè)C.實(shí)像都是倒立的，虛像都是正立的D.虛像都是放大的，實(shí)像都是縮小的【答案】D.【解析】照相機(jī)、投影儀及放大鏡的成像特點(diǎn)是：實(shí)像都是倒立，且像與物位于透鏡的異側(cè)；虛像是正立的，且像與物位于透鏡的同側(cè)；虛像是放大的；實(shí)像有縮小的也有放大的。所以D項(xiàng)說法錯(cuò)誤。故選D。5.2022年2月，第24屆冬奧會(huì)在北京成功舉辦，小紅得到了冬奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”。他和“冰墩墩”一起完成了幾個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列描述與實(shí)驗(yàn)情景不相符的是（）A．平面鏡中的像由光的反射形成 B．通過放大鏡看到的像是虛像C．小孔成像是因?yàn)楣庋刂本€傳播