教科版八年級物理上《科學探究：凸透鏡成像》教案

1、5.科學探究：凸透鏡成教學目標三維目標要求一、知識與技能L 了解透鏡的種類。2 .了解透鏡的焦點、焦距，認識凸透鏡的會聚作用和網(wǎng)透鏡的發(fā)散作用。3 .探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律。4 .了解透鏡在投影儀中的應用。二、過程與方法1 .能在探究活動中，初步獲得提出問題的能力。2 .通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。3 .學習從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法。三、情感態(tài)度與價值觀1 .具有對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和生活中的物理道理。2 .初步建立將科學技術應用于實際的意識。教學重點和難點一、教學重點1 .了解透鏡的焦點、焦距，認識凸透鏡的會聚作用和凸透鏡的發(fā)散作用。2 .探究并掌握凸透鏡

2、成像的規(guī)律。二、教學難點1 .探究并掌握凸透鏡成像的規(guī)律。2 .了解透鏡在放大鏡、照相機、電影放映機等光學儀器中的應用。教學過程情景導入冰遇陽光會融化，冰透鏡對著太陽卻能聚光使艾絨著火，令人懷疑。清代科 學家鄭復光根據(jù)淮南萬畢術的記載，親自動手做過一些實驗，證實冰透鏡的確可以取火, 他在鏡鏡冷癡中寫道：將一只底部微凹的錫壺，內(nèi)裝沸水，用壺在冰面上旋轉，可制 成光滑的冰透鏡，利用它聚集日光，可使紙點燃。這就是古代中國人的智慧。那么，冰透鏡怎么會有這么大的本領呢？通過本節(jié)內(nèi)容的學習，你就會明白 其中的道理。教學活動本節(jié)分為兩個教學板塊：（1）認識透鏡；（2）實驗探究：凸透鏡成像的規(guī) 律。一、認識透

3、鏡1 .認識透鏡鏡的種類及幾個概念.引導：同學們請觀察透,鏡組，并借助于擦鏡紙，摸一下透鏡，根據(jù)透鏡的 厚薄程度給透鏡分類。討論透鏡能分幾類？點評：透鏡有兩類。中間厚、邊緣薄的叫凸透鏡。中間薄、邊緣厚的叫凹透 鏡。問題：下列透鏡哪些是凹透鏡？哪些是凸透鏡？戴眼鏡的同學請判斷：近視 鏡是什么透鏡？遠視鏡是什么透鏡？學生閱讀教材，用自己的理解總結.凸透鏡和凹透鏡的特點。點評：透鏡：至少有一個面是球面的一部分的透明玻璃元件（要求會辨認）。凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡，如：遠視鏡片、照相機的鏡頭、投影儀的 鏡頭、放大鏡等等；凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡，如：近視鏡片。如果透鏡的厚度遠小于球面的半徑，這

4、種透鏡叫薄透鏡。下面我們只研究薄 透鏡。說明：此環(huán)節(jié)重點突出凸透鏡、凹透鏡的概念形成。鏡片的兩個表面(或至少一個表面)是球面的一部分。引導學生觀察凸透鏡和凹透鏡的示意圖，了解研究透鏡時常用的幾個科學術 語。主光軸：組成透鏡的兩個球面的球心連線叫主光軸。光心：在主光軸上有一個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變，這一點叫 透鏡的光心，可以認為透鏡的光心就在透鏡的中心。焦點：射到地面的太陽光是相互平行的，叫做平行光，凸透鏡能使平行于主 光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點(focas),用“k字母表示。凹透鏡使平 行于主光軸的光線發(fā)散，它沒有實焦點，但通過凹透鏡的光反向延長也可以交在 主光軸上一點，這

5、點是凹透鏡的虛焦點。焦距：焦點到光心的距離叫做焦距(focal length),用字母表示。2 .透鏡對光的作用方案一：把凸透鏡放在光具座上，讓光源正對照過去，移動光屏，有亮點。 再換凹透鏡重做，怎么移動光屏都沒鳧點。方案二：將無色透明飲料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置點燃的香頭，在上 面要放凸透鏡或凹透鏡，這就形成一個“煙室”，用手電筒對準透鏡照射，適當 調(diào)節(jié)手電筒和透鏡的距離，觀察透鏡對光的作用，看到通過凸透鏡的光線相互靠 攏，通過凹透鏡的光線相互遠離?；顒樱洪喿x課本P72,觀察：透鏡對光的作用。取一個大燒杯，里面充以煙霧, 倒扣在桌面上，用手電筒射出一平行光束。然后在杯底放一個凸透鏡或凹透

6、鏡, 從煙霧品觀察透鏡對平行光的作用。學生分組實驗。圖4-5-4遭他耳光的作用第7頁共7頁結論：光從空氣射入透鏡時，凸透鏡對光有會聚作用；凹透鏡對光有發(fā)散作用。平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后經(jīng)過焦點；經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散，但其反 向延長線必過虛焦點（所以凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用）。如 下圖：擴展：（1）過光心的光線經(jīng)透鏡后傳播方向不改變，如下圖:（2）據(jù)折射時光路可逆知，經(jīng)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸; 射向異側焦點的光線經(jīng)網(wǎng)透鏡后平行于主光軸；如下圖：二、實驗探究：凸透鏡成像的規(guī)律器材：光具座、光具座附件、蠟燭、火柴、凸透鏡說明：擺放順序可以從左到右依次為蠟燭、凸

7、透鏡、光屏，也可從右到左依 次為蠟燭、凸透鏡、光屏。使蠟燭、凸透鏡、光屏放在同一直線上。調(diào)整它們的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。固定凸透鏡，移動蠟燭和光屏進行觀察實驗。固定蠟燭，移動凸透鏡、光屏進行觀察實驗。問題：根據(jù)設計方案需要記錄哪些物理量及像的哪些特點？啟發(fā)學生明確要記錄：物距、像距；像的性質（放大、縮小，倒立、正立， 虛、實）注意：當物體與透鏡的距離大于焦距時，物體成倒立的像，向學生說明這個像是 蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會聚而成的，是實際光線的會聚點，能用光屏承 接，是實像。當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成正立的虛像?？梢曰仡櫰?面鏡成虛像的情況，使學生明白實

8、像與虛像的區(qū)別。強調(diào)注意事項及實驗步驟:a.將凸透鏡固定在光具座的中央，蠟燭和光屏在凸透鏡的兩側，使燭焰、 透鏡、光屏的中心在同一高度b.將蠟燭放在離凸透鏡的距離盡量遠的位置，點燃蠟燭c.移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰的像為止d.記錄下蠟燭到凸透鏡的距離、像到凸透鏡的距離、像的大小和倒正e.將蠟燭向凸透鏡移近一段距離，重復上述操作，直到不能在屏上得到燭 焰的像f.繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，試著用眼睛觀察像在何處，像是怎樣的？進行實驗與收集證據(jù)：探究一：在光屏上找到物體完整清晰的實像。教師巡回指導：引導、啟發(fā)、點撥或發(fā)提示卡片并提示學生。請學生代表講解找到清晰完整像的方法。物體、凸透鏡、光屏三

9、者中心在同一高度；光屏上的像最亮最清晰時, 光屏所在位置就是像所在位置。學生總結：光屏上可以找到倒立、縮小實像和倒立、放大實像。探究二：探究凸透鏡成倒立、放大實像和倒立、縮小實像的規(guī)律。記錄實驗數(shù)據(jù)，得出凸透鏡成像的初步規(guī)律。1 .當.時，成倒立、縮小的實像，此時,fv2f.5.當V/時，成正立、放大的虛像。說明：教師應準備小組實驗活動建議卡片，誰遇到疑難問題或不能繼續(xù)進行時可向教師要卡片，按提示繼續(xù)實驗。實驗表格物距成像性質像距應用u2fu = 2f2fuf分析論證:根據(jù)成像的情況，對數(shù)據(jù)進行分類1 .焦點是成實像和虛像的分界點，物體在焦點以外成實像，焦點以內(nèi)成虛 像。即一倍焦距內(nèi)外分虛實。

10、2 .二倍焦距是成放大和縮小像的分界點。物體在二倍焦距以外成縮小像， 在二倍焦距以內(nèi)成放大像。二倍焦距內(nèi)外分大小。3 .實像必異側倒立，虛像必同側正立。4 . u r,像是縮小的，uVv,像是放大的。5 .成實像時，物體距離透鏡越近，像距離透鏡越遠，像越大；物體距離透 鏡越遠，像距離透鏡越近，像越小。即成實像時，物近像遠且大，物遠像近且小。 成虛像時，物體距離透鏡越近，像越小，物體距離透鏡越遠，像越大。即成虛像 時，物近像小，物遠像大。物體越靠近焦點像越大。6 .實像是實際光線的交點，可以在光屏上呈現(xiàn)，虛像是光線的反向延長線 的交點，不能在光屏上呈現(xiàn)。實像可以是縮小的，也可以是放大的，虛像一定

11、是 放大的。三、凸透鏡成像規(guī)律的應用1 .放大鏡原理凸透鏡作放大鏡，就是利用了凸透鏡能成放大的虛像這一原理。2 .照相機原理和構造照相機是人們經(jīng)常接觸的東西，了解照相機的基本結構和原理是有文化的公 民應該具有的科學常識?？梢杂谜障鄼C實物或模型與掛圖對照講解：鏡頭相當于 凸透鏡，膠卷相當于光屏，機殼相當于暗室，被拍照的物體到鏡頭的距離要遠遠 大于焦距才能在膠卷上得到倒立、縮小的實像。為了使學生對照相機的構造和使 用了解得更實際些，可向學生介紹照相機的主要組成部分的作用和使用方法，主 要是調(diào)焦環(huán)、光圈和快門。如果有照相機實物，做照相示范就更好。還可以讓學 生談自己照相的體會，如何才能把相片照好，提高興趣，活躍思維。同時可以問 一些這樣的問題，例如：為了使照片上人像大一些，照相時人應該靠近還是離開 照相機一些？3 .投影儀的原理和構造投影儀的構造主要有：鏡頭、投影片、聚光鏡、光源和反光鏡等部分。光源 是用來照亮投影片的；聚光鏡為一組凸透鏡，其作用是聚光，增加投影片的鳧度; 反光鏡是平面鏡，其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律講述投影儀的原理和基本構造，應指明投影片相當于上面實驗中的蠟燭（物 體），天花板相當于光屏，鏡頭起凸透鏡的作用。投影片到鏡