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八年级上册第一章第五节《透镜和视觉》（第二课时）教案
一、核心概念与跨学科概念
核心概念
物质的运动与相互作用——光经凸透镜折射后，因物距不同而形成大小、正倒、虚实不同的像。
跨学科概念
物质与能量：光能经透镜重新分布，实像可在光屏上转化为热能；
工程与技术：照相机、投影仪、放大镜、老花镜等成像系统的设计与优化；
数学：物距 u、像距 v、焦距 f 之间定量关系（1/u+1/v=1/f 的雏形）。
二、教学目标
维度 目标内容
科学观念 ①说出凸透镜成实像、虚像的物距分界（一倍焦距、二倍焦距）； ②归纳“物近像远像变大，物远像近像变小”的定性规律； ③用折射原理解释成像本质。
科学思维 ①建立“物距-像距-像性质”三变量模型，能绘制 u-v 图像； ②通过控制变量实验寻找转折点（u=f、u=2f）；③利用光路图预测像的位置与大小。
探究实践 ①独立完成光具座实验，采集6组(u,v,像性质) 数据并绘表； ②用GeoGebra动态演示物点移动时像点轨迹； ③设计简易“手机投影仪”验证放大实像。
态度责任 ①意识到错误操作（如挡住透镜一半）对实验结果的影响，养成严谨记录与反思习惯； ②讨论透镜在生活中的安全与伦理问题（如聚光火灾、隐私偷拍）。
三、教学重难点
重点：凸透镜成像的“两个分界、三个区间”规律。
难点：虚像与实像的本质区别，及像随物连续移动的动态理解。
四、教学资源
实验：光具座（≥60 cm）、凸透镜（f≈10 cm）、LED 蜡烛、白屏、刻度尺、手机慢动作。
信息化：GeoGebra“凸透镜成像”动态模板、PPT 互动题。
安全：严禁用凸透镜直视太阳；LED 蜡烛无明火。
五、教学流程
1、情境短片：手机投影仪把照片放大到整面墙。提问：为什么同一透镜既能放大又能缩小？学生快速作答猜想。
真实问题驱动，激发探究欲。
分组实验：任务单引导学生依次把物距u设为>2f、=2f、2f>u>f、=f、用 Padlet 实时汇总全班数据→GeoGebra 自动生成 u-v 曲线；小组互评操作规范。
数据化探究，突出“转折点”；教师巡视用checklist记录合作情况。
投影全班曲线，引导学生发现：①u=f 为虚实分界；②u=2f 为大小分界；③“物近像远像变大”。动画演示对应光路。
学生口述规律并板书；用光路图解释虚像成因。
由数据升华为模型，突破虚实难点。
工程挑战：利用已有透镜（f=10 cm）+手机，制作一个能把手机屏放大2倍以上的简易投影仪。要求：①计算所需像距；②现场调试；③评估成像亮度与清晰度。
设计→调试→拍照上传成果；用计算30 % +效果40 % +展示30%评价。
真实问题迁移，体验工程迭代。
快问：①判断题“u=f 时成等大实像”；②选择“投影仪需把物置于哪一区间”；③计算题“u=15cm、f=10cm，求v”。
即时统计，错题推送微课。精准诊断，课后个性化补偿。
六、板书设计
1.5.2凸透镜成像规律
分界：u=f（虚实），u=2f（大小）
口诀：物近像远像变大，物远像近像变小
五个区间：
u>2f：倒立缩小实像（照相机）
u=2f：倒立等大实像（测 f）
2f>u>f：倒立放大实像（投影仪）
u=f：平行光（探照灯）
u七、分层作业
A 基础（必做）：
（1）课本 Pxx 第 1～4 题；（2）绘制 u=12 cm、f=8 cm 时的光路图并标 v 值。
B 拓展（选做）：
用手机+透镜拍摄“月亮放大”照片，记录 u、v 并估算月视角放大倍数。
C 创新（挑战）：
设计一款“可变焦纸杯投影仪”，通过改变杯长实现 1～3 倍连续变倍，并写 150 字设计报告。
八、教学反思
学生能否独立找到虚像位置？是否仍用光屏试接？
实验中是否出现“三心不等高”导致像偏？如何快速纠正？
工程任务是否只关注放大倍数而忽视亮度？如何引导综合优化？(共30张PPT)
1.5透镜和视觉
【第一单元 对环境的察觉】
八年级上册
在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。
凸透镜的应用
—— 凸透镜成像
成像原理：
光的折射
O
2f
2f
S
S′
F
F
u
v
物体到凸透镜的距离叫做物距
像到凸透镜的距离叫做像距
物距u
像距v
由实际光线会聚而成的像叫做实像。能呈现在光屏上
我们用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。这是因为通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着射出光的方向看去，能看到像，如图，这样的像叫作虚像。
凸透镜能够成倒立的实像，像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。放大镜其实是凸透镜，用放大镜观察种子的结构，能够看到一个正立、放大的像。那么，物体经凸透镜所成的像有什么规律可循？让我们通过实验来探究凸透镜成像的规律。
1.探究问题。
物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？
探究凸透镜成像的特点
2.设计实验。
对探究问题，物距是自变量，实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关系，我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、2倍焦距…····时，物体成像的情况。
3.进行实验。
选择一块焦距f=__________的凸透镜，用点燃的蜡烛烛焰做物体，用白色硬纸板做光屏来承接蜡烛烛焰的像，研究蜡烛烛焰所成的像。
在阳光下,透镜正对太阳光，找最小、最亮的光斑
把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使它们的中心大致处于同一高度。想一想，为什么要这样做？
使像成在光屏中心
把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整光
屏到凸透镜的距离，使蜡烛烛焰在光屏上成一
个清晰的像。观察像的大小、正倒，测出物距
u和像距v。
将蜡烛逐次移近凸透镜，重复上面操作。
当蜡烛移近凸透镜，在光屏上观察不到蜡烛烛焰的像时，撤去光屏，试着从光屏一侧向凸透镜方向观察，能否观察到蜡烛烛焰的像？像的大小、正倒怎样？像的位置在哪里？
4.记录实验数据。
把实验中测得的数据记录在表中。
移动蜡烛使U>2f，再移动光屏，使屏上出现清晰的烛焰的像。
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立 缩小 实像
2f > v >f
移动蜡烛使U=2f，再移动光屏，使屏上出现清晰的烛焰的像。
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立等大实像
v = 2f
移动蜡烛使2f>U>f，再移动光屏，使屏上出现清晰的烛焰的像。
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立放大 实像
v > 2f
移动蜡烛使U=f，再移动光屏，你观察到什么现象？
不能成像
O
2f
2f
F
F
S
平行光
移动蜡烛使UO
2f
2f
F
F
正立放大虚像
v > u
通过透镜直接观察蜡烛一侧
小结：
1. 凸透镜成像的原理:
光的折射
2、凸透镜成像的规律：
物距
(u)
u=2f
u >2f
uu=f
2f >u>f
放大镜
幻灯机
照相机
应 用
测焦距
探照灯
V>u
U与V
大小
u=v
u>v
u像物位置
像距
(v)
2f >v>f
V= 2f
V> 2f
同侧
异
侧
像的性质
平行光
放大
缩小
倒立
放大
正倒
大小
虚实
等大
实像
实像
实像
倒立
倒立
正立
不成像
虚像
1、凸透镜成像的两个转折点：
u成像规律中几个重要的结论
① 在二倍焦距处 ( u=2f )
是大小的转折点；
u>2f，成缩小的像。
u<2f，成放大的像。
② 在焦点处 (u=f )
是虚实像的转折点。
u>f时，成实像。
①凡是实像都是倒立的（上下颠倒，左右颠倒），像和物在透镜两侧。（是由实际光线会聚而形成的，可用光屏承接）
②凡是虚像是正立的，与物体在透镜同侧， （是由折射光线的反向延长线相交的交点构成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看）
2、凸透镜成像的两个凡是
成实像时物像异侧 成虚像时物像同侧
物距越小，像距越小，像越小。
成实像时
物距越大，像距越小，像越小；
物距越小，像距越大，像越大。
成虚像时
3、物距与像距变化规律：
物距越大，像距越大，像越大。
4、物像移动变化规律：
物和像移动方向一致；
fu>2f，物移动速度比像大，
拓展延伸
物体上升，像的运动情况如何？
物体下降，像的运动情况如何？
像下降
像上升
凸透镜上升，像的运动情况如何？
像上升
凸透镜下降，像的运动情况如何？
像下降
某同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上方，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是---（ ）
A．将凸透镜往上移 B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移
拓展延伸
若实验中凸透镜被挡住一半，成像情况如何？
仍然能成完整的像，但像变暗
F
F
f
拓展延伸
没有
物距小于1倍焦距，不能成实像
用手指按住凸透镜并在上面移动，光屏上有手指的像在移动吗？
拓展延伸
可以，且此时的物距等于原来的像距，此时的像距等于原来的物距。
当蜡烛成倒立缩小实像时，保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜，能否再找到一个清晰的像？
当蜡烛成倒立缩小实像时，更换光屏和蜡烛的位置，能成清晰的像吗？大小如何变化？
拓展延伸
物体向透镜靠拢（物距减小时），像的位置怎么变（像距怎么变）？像的大小呢？
物体远离透镜（物距变大时），像的位置怎么变（像距怎么变）？像的大小呢？
像远离透镜（像距变大）
像变大
像靠近透镜（像距变小）
像变小
F2
2F
F1
2F
O
随着物距减少，像距增大，像变大
物近像远像变大
随着物距变大，像距减小，像变小
如果他在光具座上无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现烛焰的像，则可能有哪几种原因？
A、没有调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使三者的中心大致在同一条高度上．
B、蜡烛放在凸透镜一倍焦距或者小于一倍焦距，不能成实像。
C、蜡烛在一倍焦距到二倍焦距之间，但离焦点太近，成像太远，光具座不够长。
光具座至少需要透镜的4倍焦距长，才能完成实验
1、在实验中，所用凸透镜的焦距f= 20cm，
（1）想用光屏看到一个缩小的像，应把蜡烛放在离凸透镜 ________ 厘米的地方；
（2）若把蜡烛从离40cm的地方移到25cm的地方,像距 ______， 像的大小 _____；“变大、变小、 不变”）
（3）想用凸透镜观察到一个正立的像，蜡烛应放在离凸透镜 ________ 厘米的地方。
大于40
变大
变大
小于20
2、当烛焰离凸透镜40cm时，光屏上可呈一个倒立、放大的实像，则焦距可能是---（ ）
A、50cm B、 40cm C、 30cm D、 10cm
C
3、某同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上方，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是---（ ）
A．将凸透镜往上移 B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移
C
4、把一个凸透镜对准太阳光，在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑。若将一物体放在此透镜前15cm处，经凸透镜所成的像是（ ）
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的实像 D.正立、缩小的虚像
B

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