初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）凸透镜成像的规律优质课件ppt

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人教版（2024）物理八上 5.3 《凸透镜成像的规律》（教学设计）年级八年级授课时间课题5.3 凸透镜成像的规律教学目标1. 通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。2. 经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。3. 通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。教材分析探究凸透镜成像的规律是一个较完整的探究实验，也是本章的重点。通过学习，不仅要使学生了解凸透镜成像的规律，而且要使学生了解科学探究方法。在科学探究过程中，引导学生对凸透镜的成像规律进行猜想，并初步设计方案，最后用实验探究的方法，得出凸透镜成像的规律。由于本实验的“分析和论证”部分对于学习物理不久的初中学生来说还有一定的难度，因此，教材从像的虚实、大小和正倒三个方面提出了问题，引导学生对实验数据进行分析，得出结论。在实际教学中，可采用分工合作的方式收集实验数据，不仅让学生获得一次合作探究的体验，也节约了时间，保证了本次探究任务能在课堂教学时间内完成。学情分析学生在本节课之前已经学习过透镜和生活中的透镜两节内容，掌握了凸透镜的基本知识，也明白凸透镜在不同情况下成像性质不同。本节课接着成像性质不同的影响因素来探究凸透镜成像规律，符合学生认知规律，有利于学生掌握。在前面的教学中己培养了学生猜想能力与实验设计能力，可以完成本次实验的表格设计，学生也具备一定的实验探究能力及动手能力。但学生对实验数据的分析能力和论证能力方面还有欠缺，需要在老师的带领下分析实验数据和总结实验规律，并培养学生的论证分析能力。教学重点知道凸透镜的成像规律。教学难点探究凸透镜成像的规律的过程。教学器材光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、焦距不同的凸透镜两个、光屏等。 多媒体ppt，包含视频：《探究凸透镜成像的规律》、《凸透镜成像时，像与物的变化关系》、《凸透镜成像的规律及其应用》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【播放视频提出问题】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。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？观看视频，思考问题，进入情景。学习新课 一、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】 （1）可能与物体到透镜的距离有关。支持事例：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。（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。（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凸透镜的焦距f有关系，所以研究物距u的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。我们可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况。（3）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、火柴、光具座。（4）数据记录表格（见下）。【进行实验与收集证据】（1）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。（2）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=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（10～20cm），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 ，记录在表格中。（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处），移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。（6）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以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。（7）数据记录汇总 像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒130实像缩小倒立15220实像等大倒立20315实像放大倒立30410不成像56正立放大虚像——【分析与论证】分析上表记录，学生进行讨论，找出凸透镜成像的规律。（1）像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像，什么条件下成虚像？（2）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像？有没有缩小的虚像？（3）像的倒正：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？（4）物距、像距与像的大小关系：凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？（5）像和像距随物距的变化规律：当物体成实像时，物体逐渐靠近透镜时，像距是变大了还是变小了？像是变大了还是变小了？当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像是变大了还是变小了？在学生交流讨论的基础上，进行以下归纳：（1）焦点是成实像和虚像的分界点。物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。即一倍焦距内外分虚实。（2）二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。没有缩小的虚像。（3）实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。（4）物距u＞像距v，像是缩小的，u＜v，像是放大的。（5）成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。【探究结论】当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。实验次数物距u/cm物距与焦距的关系像的性质像距v/cm虚实大小正倒130u > 2f实像缩小倒立15220u = 2f实像等大倒立203152f >u >f实像放大倒立30410u =f不成像56u 2f，则成倒立、缩小的实像，像距满足f