北师大版（2024）八年级上册（2024）第二节 凸透镜成像的规律教学设计

这是一份北师大版（2024）八年级上册（2024）第二节 凸透镜成像的规律教学设计，共4页。教案主要包含了学生体验一，学生体验二，实验器材，引导思考，引导点拨等内容，欢迎下载使用。
1．物理观念：
(1)探究并知道凸透镜成像的规律。
(2)学习分析实验数据，归纳出结论。
2．科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3．科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。
4．科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重点：凸透镜成像的规律。
教学难点：设计凸透镜成像实验。
凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、多媒体。
新课引入
【学生体验一】教师手持一张精美图片在教室中前后走动，学生用凸透镜观察图片，思考并回答：可以观察到什么性质的像，是在什么情况下观察到的？
【学生体验二】将焦距不同的凸透镜，竖立并排放置，分别通过两个凸透镜观察图片，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的，进而引发学生对“凸透镜的成像可能与透镜焦距有关”的猜想。
通过以上体验活动，学生从中感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像。那么凸透镜成像到底有什么规律呢？
知识点一 实像和虚像
观察：如图所示。
提出问题：平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像各有何特点？
交流讨论：各小组通过观察平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像进行思考交流。
归纳总结：1.平面镜成的像是反射光路的反向延长而相交所成的像，叫作虚像，不能用光屏承接，凸透镜成像和小孔成像由实际光路会聚而成的像，叫作实像，能用光屏承接。
2．虚像和实像都能用眼睛直接观看，并且可以拍照。
知识点二 探究凸透镜成像的规律
讲解：认识物距(u)和像距(v)。
物距(u)：物体到凸透镜的距离。
像距(v)：像到凸透镜的距离。
(一)提出问题：凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
学生：物距的大小影响成像情况。
(二)猜想与假设。聆听学生猜想，对学生的猜想做出评价。
(三)设计实验。猜想的正确与否需要实验进行证明，下面我们共同设计实验，证明猜想是否正确。
【实验器材】实验装置如图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
【引导思考】如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。
【引导点拨】本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？请大家讨论并分析。
1．如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
演示1：调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，并要求学生调节。
2．如何找到像的位置？
演示2：(1)点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像，确定像的位置，并要求学生找到像的位置。
(2)移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像，并要求学生观察虚像。
3．如何能更加方便的测出物距和像距？
演示3：将凸透镜固定在光具座标尺的50 cm处，调节蜡烛和光屏，改变物距和像距。引导学生口算出物距、像距的大小。
4．实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设计一个表格记录实验数据。
指导：针对学生设计的实验记录表格进行删减和补充，并强调设计实验记录表格的注意事项：
(1)实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。
(2)实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。
(四)进行实验与收集数据。
进行实验：下面请同学们调整蜡烛在光具座上的位置，使其位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。
成果展示：在学生实验结束后，实物投影展示部分小组的实验数据。
收集数据：1.在实验过程中，像的正倒、大小、虚实有哪些不同？
2．当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？
将学生列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小输入电脑，通过大屏幕展示。
(五)分析和论证。
用PPT课件播放凸透镜成像的Flash动画，模拟物距不同时的成像情况及凸透镜成像的动态变化规律。
巧学妙记：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。
(六)评估交流。
1．当u＝f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
学生：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光，还可测焦距。
2．当u＝2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？
学生：求焦距：成等大实像时，f＝ eq \f(1,2) u。
3．某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？
学生：通过实验观察可知：仍能成完整的像，像变暗。
4．某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？
学生：通过实验观察可知：蜡烛向上移动。
5．无论如何移动光屏均得不到像的原因：
学生：(1)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。
(2)物体在一倍焦距内或物体在焦点上。
(3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
板书设计
第二节 凸透镜成像的规律
1．实像和虚像。
实像：能够呈现在光屏上的像叫作实像，可以用眼睛直接观察。
虚像：只能用眼睛观察，而不能在光屏上呈现的像叫作虚像。
实像和虚像都能用肉眼直接观察和拍照。
2．凸透镜成像规律。
探究凸透镜成像是一节学生实验课，也是八年级实验教学的难点，本节课为了突破难点，分多节课进行讲解，让学生理解本实验中的名词，如一倍焦距、二倍焦距、物距、像距、实像、虚像等，然后指导学生认真完成实验，并做好记录。为了加强实验过程，应用直观的可拖动蜡烛的动画视频，加强学生对透镜成像的具象认知，简化抽象概念。课前预想学生会很主动展示自己的实验过程，结果大多学生胆怯，使整堂课气氛过于死板，从而导致后面习题练习时间不足，下节课需再复习、抽查学生们对成像规律的掌握情况。
物距(u)
像距(v)
正倒
大小
虚实
物、像相对于透镜的位置关系
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