初中人教版第2节 生活中的透镜学案设计

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第2节 生活中的透镜
环节1 课前自学准备课题生活中的透镜课型新授课教学目标知识与技能1.了解透镜在日常生活中的应用.2.了解照相机和投影仪的成像原理，了解放大镜成像的特点.3.能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征.过程与方法1.通过制作模型照相机，培养学生的动手能力.2.通过对照相机、投影仪、放大镜所成的像的分析，逐步培养学生运用所学基础知识解决实际问题的能力.情感、态度与价值观1.通过模型照相机的制作和使用，使学生获得成功的喜悦.2.通过学习照相机、投影仪、放大镜，激发学生对科学的求知欲，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识.教学重点照相机、投影仪、放大镜的成像特点.教具准备照相机、放大镜、硬纸板、凸透镜、半透明塑料薄膜或蜡纸、毛玻璃、幻灯机、投影仪、多媒体课件.教学难点实像和虚像的主要特征.教学课时1课时课前预习1.照相机镜头相当于一个 凸透镜 ，来自物体的 光 经过镜头后会聚在 胶片 上，形成物体的 像 .胶片上有一层对光 敏感 的物质，在曝光后发生 化学变化 将像记录在胶片上.照相机胶片上的像是 倒立 、 缩小 的实像. 2.投影仪上的镜头相当于一个 凸透镜 ，投影仪上形成物体 倒立 、 放大 的实像，要想得到正立的像，幻灯片应 倒 插，该装置上的平面镜的作用是 改变光的传播方向.3.放大镜是一个凸透镜，放大镜中看到物体 正立 、 放大 的虚像.4.实像是来自物体的光经过透镜后 实际光线会聚 而成的像，虚像不是 实际光线 会聚而成的像.来自物体的光通过凸透镜射出后会聚而成的像是 实像 ，它和物体分别位于凸透镜的 两侧 .凸透镜成虚像时，虚像与物体位于凸透镜的 同侧 .环节2 课堂教学展示巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.备课笔记     新课导入照相机可以帮助人们留住精彩的瞬间；投影仪能让我们在课堂上看到不方便直接看到的图象；放大镜可以将较小的、眼睛不易辨清的物体放大.我们的生活中有许多地方离不开凸透镜制成的神奇的眼睛，下面我们就一起来探究“生活中的透镜”.进行新课  照相机教师出示照相机实物，引导学生观察照相机的构造，然后思考下列问题：（用多媒体展示）思考题：(1)照相机前面的镜头是什么透镜？(2)照相机的构造是什么样的？(3)为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像？(4)有时拍出的像很白，有时拍出的像很暗，这是怎么回事？(5)我很想知道照相机为什么能照像？(6)物体的像是怎样成像在胶片上的？学生回答：（讨论、交流后积极发言）（1）照相机前面的镜头是凸透镜.（2）照相机由镜头、暗箱、调焦环、光圈环、胶片等组成.（3）照相机通过调节物距和像距从而得到全景和非全景的象.（4）光线强拍出的像发白，光线弱拍出的像较暗.（5）光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成一个像，这个像冲洗出来就是照片.（6）因为胶片上涂着一层对光敏感的物质，通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上.看来大家对照相机的学习很感兴趣，在课前的准备也很充分，下面我们一起来动手制作一个“模型照相机”.学生们兴趣很浓，相互讨论，并根据教材P94“想想做做”制定了两个方案.方案一：用两个粗细相近的长方形纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动.在大的纸筒前面固定一个凸透镜，在小的纸筒前面，固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕，把纸筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒，就制成了模型照相机.方案二：用硬纸板圈成两个直径大小相近的，长约15cm的圆纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个，在直径较大的纸筒前面，固定一个凸透镜，在直径较小的纸筒前面，固定一个屏幕.把较小的圆筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒内，这样模型照相机就做成了.这两个方案都很好，也可行.现在我们按照方案制作好照相机后，对准某个人或物体，拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离，说说能观察到什么？生：看到一个缩小的、倒立的清晰的像.大家做的很认真，观察的也很仔细，现在看投影.教师用多媒体播放课件“照相机”，并进行讲解.照相机（多媒体课件）（1）照相时，物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的距离（底片或胶片到镜头的距离）越近，暗箱越短.（2）照相机的特点：        知识拓展：照相机的调焦环、光圈环、快门的作用：①调焦环是调节镜头前伸和后缩，改变胶片到镜头的距离，使胶片上呈现清晰的像.②光圈环是控制镜头的通光面积.③快门是控制镜头的通光时间.④光圈环和快门共同配合，控制镜头的通光量，使底片上达到合适的感光强度.            小组问题探讨：照相机成的是倒立、缩小的像，那么为什么我们平时看到照相机成的像是正立的？为了取景方便，经过相机内部器材把镜头第一次成的倒立的像变成正立的，因此切记照相机所成的像是倒立、缩小的像.进行新课①物体离照相机镜头的距离要大于胶片到照相机镜头的距离.②拍近处的景物时，应使镜头往前伸，使镜头离胶片远一些；拍远处的景物时，应使镜头往后缩，使镜头离胶片近一些.③胶片上的像与物体相比是上下倒立、左右颠倒的.④像和物体分别在镜头的两侧.⑤像一定比物体小.板书：照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚到胶卷上，形成一个倒立、缩小的像.【例1】（多媒体展示）如图所示，照相机的镜头相当于一个    ，胶片相当于     ，来自物体的光经过镜头会聚在胶片上形成一个      (填“倒立”或“正立”)、     (填“放大”或“缩小”)的像．答案：凸透镜   光屏  倒立  缩小  投影仪教学中常用到投影仪，现在观察它的结构，想想使用它有什么优点？学生分组观察，教师指导学生看教材P95图5.2-3“投影仪成像原理”，介绍结构.生：投影仪由灯泡、投影片、镜头、平面镜、屏幕等组成.教师演示投影仪的使用过程：把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上（正放），调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案的像，再把反光镜安上，把图案打到屏幕上.仔细观察，得出结论，并说出使用投影仪的优点.生1：天花板上得到一个倒立、放大的像.生2：平面镜的作用是使像反射到屏幕上.生3：投影仪能把文字直接书写在透明胶片上，使用方便.教师鼓励学生的回答，然后出示一个幻灯机，引导学生观察它的结构和使用过程，并说说它的特点.生1：幻灯机由镜头、画片框、聚光镜、光源和反光镜、机箱等构成.生2：幻灯机的镜头相当于一个凸透镜.生3：反光镜是凹面镜.生4：光源发出的光经反光镜和聚光镜作用后集中射向幻灯片.生5：幻灯片倒插，在屏幕上才有正立、放大的像.生6：幻灯机能成倒立、放大的像.生7：幻灯机成的像与投影仪一致，都是倒立、放大的像.生8：幻灯机有专用幻灯片.投影仪和幻灯机都能成倒立、放大的像，但投影仪能放映大画面的幻灯片，也可以投射直接书写在透明胶片上的文字，或实物，使用更方便.教师用多媒体播放课件“投影仪”，并讲解.投影仪(多媒体课件)投影仪成倒立、放大的实像，像到镜头的距离总大于投影片到镜头的距离.                  规律总结：幻灯机和投影仪的原理基本相同，但结构不同.幻灯机把要显示的幻灯片经过镜头直接射到屏幕上；而投影仪是把水平放置的投影片，经镜头射向平面镜，再由平面镜反射到屏幕上.幻灯机在屏幕上得到的是倒立、放大的像，因此为了使得到的像是“正立”的，幻灯片应上下颠倒放置. 小组问题探讨：放大镜成的像总是放大的吗？进行新课在实际操作投影仪的过程中，我们可以注意到要使像放得更大，应使镜头离投影片更近，同时投影仪离屏幕更远些.板书：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、放大的像.  放大镜我们桌子上放有一个放大镜（展示给学生看），放大镜是凸透镜，也是常用的光学仪器之一.现在用它看书上的字，然后回答放大镜成像的特点.生1：放大镜能使书上的字放大，字是正立的.因此放大镜能成正立、放大的像.生2：放大镜成像和照相机、投影仪不同，放大镜成像是正立的，投影仪和照相机成像是倒立的.生3：刚开始移动放大镜，离书越远，字越大，到了一定距离以后，字变模糊.生4：伸直胳膊拿着放大镜看外面的景物是倒立和缩小的.生5：放大镜成的像与物在凸透镜同一侧.生6：放大镜成的像不能承接到屏幕上.教师鼓励学生的回答，然后用多媒体播放课件“放大镜”，并讲解.放大镜(多媒体课件)（1）放大镜实质上是一个凸透镜，焦距一般较大.把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，可以看到物体正立、放大的像.（2）从放大镜的探究使用可以获得以下信息：①放大镜成的是正立、放大的虚像.②放大镜起放大作用时，被观察物体要离它很近.③物体和所成的像在透镜的同侧，不能在另一侧或同一侧用光屏承接.④放大镜离物体越近成的像越小，离物体越远成的像越大，但距离大到一定程度时，就起不到放大镜的作用了.板书：放大镜是凸透镜，能成正立、放大的像.【例2】（多媒体展示）如图所示，是用放大镜观察一只蚂蚁时的情形，由图可知，通过放大镜看到的蚂蚁的像是由光的      (填“反射”或“折射”)形成的.所成的像是       (填“倒立”或“正立”)、      (填“放大”或“缩小”)的像．解析：从蚂蚁身上反射出的光先通过放大镜的玻璃，再由玻璃射到空气中，发生了两次折射.所以我们看到的像是光折射形成的，蚂蚁的像相对于原蚂蚁倒、正没有改变，只是像变大了，所以成像的特点是正立、放大．答案：折射   正立   放大 实像和虚像同学们，我们上一章学习过平面镜成像，它所成的像是实像还是虚像？生：虚像.因为我们用平面镜照镜子时，所成的像没有实际光线会聚，那是虚像.那么凸透镜成的像又是怎样的呢？请同学们设计一个实验，看谁能证实凸透镜成像的虚实.教师引导学生演示他们设计的凸透镜成像的实验（提示：用成像是否可以用光屏承接来判断像的虚实）.通过实验，点燃的蜡烛在离透镜较远的时候，在另一侧的光屏上能接收到蜡烛的像，说明了什么？       进行新课生：说明了有实际的光线通过透镜后会聚成像.照相机、投影仪、放大镜哪个成的像是实像？为什么？生：照相机、投影仪成的像是实像，因为它们成的像可以用光屏承接，是实际光线会聚的像.放大镜成的虚像如何观察？生：凸透镜成的虚像和物体在凸透镜的同侧，眼睛在光屏的这一侧，透过凸透镜去看.教师用多媒体播放课件“实像和虚像的区别”，并讲解.实像和虚像的区别(多媒体课件)（1）实像是由实际光线相交而成的像;虚像不是由实际光线相交而成,而是由实际光线的反向延长线相交而成.（2）实像既能显示在光屏上,又可以用眼睛看到;虚像不能显示在光屏上,只能用眼睛看到.（3）实像总是倒立的，虚像总是正立的.板书：1.实像是由实际光线会聚而成的，可以用光屏承接.虚像是光线的反向延长线的交点组成的，用光屏承接不到，但用眼睛可以直接看到.2.光的反射所成的像都是虚像.小孔成像是实像.凸透镜成实像时，物体和实像分别位于凸透镜的两侧，成虚像时，物体和虚像位于凸透镜的同侧.【例3】（多媒体展示）下列几种情况成实像的是（    ）A.从平面镜中看到的像          B.从河水中看到的游鱼C.从幻灯机屏幕上看到的火车   D.从放大镜中看到的报纸上正立放大的字解析：A、B、D中虽然像形成的原因不同，但像都不能用光屏承接，都不是实际光线会聚而成的，因此是虚像；C是用光屏（屏幕）承接的，是实际光线会聚而成的，因此是实像.答案：C教学板书课堂小结同学们，通过今天的课我们学习了透镜在生活中的应用，了解了照相机、投影仪和放大镜的工作原理和成像特点，最后我们学习了凸透镜成实像和虚像的主要特征.好！这节课我们就学到这里，谢谢！     备课笔记      知识拓展：(1)凸透镜所成的实像：照相机和投影仪所成的像,是光通过凸透镜射出后会聚在那里形成的,如果把感光胶片放在那里,便能记录下所成的像，这种像叫做实像.既然实像是来自物体的光通过凸透镜后会聚而成的,所以物体和实像分别位于凸透镜的两侧.(2)凸透镜所成的虚像：平面镜所成的像是虚像,放大镜所成的像也是虚像,凸透镜成虚像时,来自物体的光通过凸透镜后没有会聚,只是人眼逆着光的方向看去,感到光是从放置物体的那一侧成虚像处发出的,所以物体和虚像位于凸透镜的同侧.（3）成像示意图：    教材习题解答【教材P94“想想做做”】自制模型照相机用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动（如图所示）.在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜.这样就做成了模型照相机.在较暗的室内，把凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物清晰的像.如果把薄膜换成感光胶片，就可以得到照相底片了.观察时请注意，薄膜上的景物是不是倒立的?解：尽管模型照相机的结构简单，却能够通过操作和观察，学习照相机的基本原理，体验操作照相机的过程等等.把模型照相机对准某个人或物体，拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离，就能够使物体在屏幕上形成一个清晰的像.通过观察，可以知道，照相机所成的像是倒立、缩小的实像.【教材P96“动手动脑学物理”】1.如图所示，照相机的镜头相当于一个凸透镜，像成在照相机的底片上.判断图中的树所成像的正倒.解：照相时在底片上应成一个倒立、缩小的像，即此时树所成的像应是倒立的.2.凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像.应用凸透镜，在照相机中成    、    立的像；通过投影仪成    、     立的像；用凸透镜做放大镜时，成    、      立的像.解：缩小  倒  实  放大  倒  实  放大  正   虚3.手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间移动（离墙近些），在墙上能看到什么？这个现象启发我们，阴天怎样估测凸透镜的焦距？为使估测结果更准确，操作时应注意什么？解：手持凸透镜在室内的白墙和窗户之间移动，移到某个位置时，窗户外的景物能在墙上形成一个清晰的倒立、缩小的实像.阴天时可用手电筒代替太阳光来估测凸透镜的焦距，为使估测结果更准确，可以多测几次再求平均值，以减小误差.4.请你根据本节课的“想想做做”，试着总结照相机、投影仪或幻灯机工作时是通过怎样的操作改变像的大小的.解：照相机、投影仪或幻灯机都是通过调节镜头，并改变物距、像距来改变像的大小的.当物体靠近照相机镜头时，物距减小，像距增大，像变大；当物体远离镜头时，物距增大，像距减小，像变小.       备课笔记      难题解答【例4】鲁老师在用投影仪放映幻灯片时，屏幕上出现正常画面，这时有一个小虫正好落在凸透镜的镜片上，此时对画面影响为（    ）A.几乎无影响B.画面上有只小虫C.画面变得模糊D.画面上有小虫但不清晰解析：小虫落在凸透镜镜片上，实质上是将凸透镜的一小部分遮住了，而屏幕上的画面是投影片经凸透镜所成的像，小虫对幻灯片没有影响，只不过遮住了一部分光线，使得画面稍微暗一些，且小虫很小，几乎察觉不出，小虫在透镜上，根本不会在屏幕上出现，故A正确.答案：A 环节3 课后反馈总结布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思1.以照相机等由凸透镜制成的神奇“眼睛”引入新课，激发学生学习兴趣，并体现“从生活走向物理”的教学过程；2.通过让学生从观察和实践中理解凸透镜的三种应用和各自的成像特点，让学生体验物理知识产生的过程，并培养学生的观察能力；3.通过自制模型相机，放手让学生观察放大镜，培养学生的动手能力，获得成功的愉悦.4.前一节课，认识了透镜，知道透镜对光的作用及原理，下一节课，通过实验深入探究凸透镜的成像规律.因此，本节课必须做好承上启下的作用.一方面，既要直观上感受生活中的透镜的作用；又要仔细观察、积极思考、明白它们的作用原理；另一方面，初步体会透镜成像的特点，为实验探究凸透镜成像规律打下基础.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结    易错提示：此题易受“影”的形成的影响而错选B，其实无论是镜上有“小虫”，还是镜头遮盖“部分”都只会挡住部分光线，不影响画面的大小，只改变像的亮度.