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生活中的透镜
第五章 透镜及其应用 第2节 生活中的透镜
课题 生活中的透镜 课型 新授课
课时 1课时（45分钟） 教材版本 人教版八年级上册
授课对象 八年级学生 授课时间 年 月 日
教学方法 实验探究法、讲授法、演示法、分组实验法 教学用具 自制模型照相机、投影仪、放大镜、光屏、投影片、多媒体课件
一、核心素养目标
1. 物理观念
了解照相机、投影仪、放大镜的构造和成像原理，知道它们都是凸透镜在生活中的应用。
知道照相机成倒立、缩小的实像，投影仪成倒立、放大的实像，放大镜成正立、放大的虚像。
理解实像和虚像的区别，知道实像能用光屏承接、虚像不能。
能简单运用物距和像距的概念描述三种仪器的成像特点。
2. 科学思维
通过对照相机、投影仪、放大镜三种仪器成像特点的比较分析，培养归纳总结的科学思维。
通过制作简易模型照相机，体会物理原理在实际应用中的具体体现。
运用光路图分析实像和虚像的形成，培养模型建构和推理论证能力。
3. 科学探究
经历制作简易模型照相机的过程，体验动手操作的探究乐趣。
通过观察投影仪成像实验，经历观察→描述→归纳的科学探究过程。
通过对比三种仪器成像的异同，体验分类与比较的科学方法。
4. 科学态度与责任
感受透镜在生活、科技中的广泛应用，体会物理知识源于生活并服务于生活。
了解从胶片相机到数码相机的发展历程，感受科技进步对人类生活的改变。
在制作模型照相机活动中培养合作精神和严谨细致的科学态度。
二、教学重点与难点
教学重点：1. 照相机、投影仪、放大镜的成像特点：照相机成倒立缩小的实像，投影仪成倒立放大的实像，放大镜成正立放大的虚像。 2. 实像和虚像的区别：实像由实际光线会聚而成、能用光屏承接；虚像由折射（或反射）光线的反向延长线会聚而成、不能用光屏承接。 3. 三种仪器中物距与像距的关系及像的大小变化规律。
教学难点：1. 理解照相机、投影仪中物距和像距的关系，以及改变物距时像的大小和像距的变化规律。 2. 区分实像和虚像的本质差异——实际光线会聚还是反向延长线会聚。 3. 三种仪器成像特点的综合对比与灵活应用。
三、教学过程
环节一：情境导入（3-5分钟）
【教师活动】清晨，晶莹的露珠挂在草叶上，透过露珠可以看到叶脉被放大了——大自然早已创造了天然的"透镜"。在我们的生活中，透镜无处不在：从相机镜头到教室里的投影仪，从爷爷的老花镜到我们手中的放大镜。这些生活中的透镜所成的像各有什么特点呢？今天我们就来学习——生活中的透镜。
【学生活动】学生观看PPT中露珠放大叶脉的图片，感受大自然中的"透镜"现象，思考生活中还有哪些用到透镜的地方。
【过渡语】从大自然中的露珠到我们日常使用的相机、投影仪、放大镜，透镜让我们的生活变得丰富多彩。今天我们就来探究这些生活中的透镜各有什么成像奥秘。
露珠——大自然中的透镜
环节二：新知探究（15-20分钟）
知识点一：照相机
【教师活动】同学们都拍过照片，你们知道照相机内部的奥秘吗？请观察照相机的结构示意图，看看照相机由哪些主要部分构成。
【讲授】1. 照相机的构造：镜头由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，使物体成像；胶片（或感光元件）相当于光屏，承接记录像；还有调焦环、快门、暗箱等部件。
【学生活动】学生观察照相机结构图，认识镜头（凸透镜）、胶片（光屏）、调焦环、快门等部件的位置和功能。
【讲授】2. 照相机的成像原理：来自物体上每一点的光经过镜头后都会聚在胶片上的一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物距（u）：物体到透镜光心的距离。像距（v）：像到透镜光心的距离。
【讲授】3. 照相机成像特点：（1）照相机成的是倒立、缩小的实像，像和物体分别位于镜头的两侧。（2）物体到镜头的距离（物距）大于胶片到镜头的距离（像距）。（3）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置离镜头越近。
【重点辨析】"倒立"是指像相对于物体上下、左右均颠倒。注意区分"倒立"和"缩小"这两个特征：照相机成的像同时满足倒立和缩小两个条件。
【教师活动】我们来动手制作一个简易模型照相机！（用两个粗细不同的纸筒、凸透镜、半透明纸制作）
【学生活动】学生分组制作模型照相机。将凸透镜装在大纸筒前端，半透明纸蒙在小纸筒后端。将小纸筒套入大纸筒中，前后推拉小纸筒，观察半透明纸上所成的窗外景物的像。
【讲授】实验观察：使相机靠近物体（减小物距），同时使镜头远离底片（增大像距），像会变大。数码照相机用一种电荷耦合器件（CCD）作为感光元件代替胶片，能把光信号转换成电信号，更便捷地记录物体的像。
【互动提问】讨论：给全班同学拍毕业照时，要想让每个人都进入画面，摄影师应该靠近还是远离同学们？镜头应该怎样调节？
照相机的构造示意图
照相机的成像原理
照相机的物距与像距
照相机成像特点：倒立、缩小的实像
数码照相机与电荷耦合器件（CCD）
理解要点：1. 照相机的镜头相当于一个凸透镜，不是多个透镜的分工——镜头中多片透镜组合后等效为一个凸透镜。2. "倒立缩小的实像"——三个特点缺一不可：倒立（上下左右颠倒）、缩小（像比物小）、实像（在胶片上实际会聚）。3. 物距变化规律：物远→像近→像小（拍远景时像小）；物近→像远→像大（拍特写时像大）。
【过渡语】照相机能将远处的大千世界浓缩在一张小小的胶片上，靠的就是凸透镜。那么教室里的投影仪又是如何利用凸透镜把一张小投影片放大到整个屏幕的呢？让我们继续探究。
知识点二：投影仪
【教师活动】[演示实验] 投影仪也是利用凸透镜来成像的。把投影仪上的平面镜取下，将投影片放到载物台上，调节镜头，观察天花板上所成的像。
【学生活动】学生观察投影仪成像：在天花板上得到投影片图案清晰的像，发现像是倒立、放大的。
【讲授】投影仪的构造：投影仪的镜头是一个凸透镜。投影片放在镜头的焦点和2倍焦距之间，通过凸透镜在天花板（或屏幕）上形成倒立、放大的实像。平面镜（反光镜）的作用是改变光的传播方向，使像呈现在前面竖直的屏幕上。
【讲授】投影仪成像特点：（1）成倒立、放大的实像。（2）像距大于物距。（3）物距小于像距，投影片位于焦点和2倍焦距之间。
【互动提问】问题：投影仪成像时，要使屏幕上的像看起来更大一些，应该怎么办？——减小物距（使投影片靠近镜头），同时增大像距（使投影仪远离屏幕）。
【讲授】现在会议室、教室用的投影仪通常与计算机相连，计算机上的字或图通过投影仪被放大，其原理和前面介绍的投影仪类似。
投影仪的构造与成像
投影仪成像特点：倒立、放大的实像
现代投影仪
易错提示：1. 投影仪成的也是倒立实像！我们看到的"正立"画面是因为投影片本身是倒着放置的——倒立的投影片经投影仪成倒立像，负负得正，屏幕上看到正立的画面。2. 不要混淆投影仪和照相机的物距关系：照相机物距>像距（像缩小），投影仪物距<像距（像放大）。
【过渡语】投影仪能把小投影片投射成大画面，用的也是凸透镜。那大家最熟悉的放大镜——它又是怎样成像的呢？它跟前两种有什么不同？
知识点三：放大镜
【教师活动】放大镜是大家最熟悉的凸透镜。请同学们用放大镜观察课本上的文字，看看能看到什么样的像？
【学生活动】学生用放大镜观察文字：看到正立、放大的像，像和物体在放大镜的同侧。
【讲授】放大镜的成像特点：（1）成正立、放大的虚像。（2）像和物体在凸透镜的同侧。（3）物体放在放大镜的焦点以内（物距小于焦距）。
【重点辨析】关键区分：照相机→倒立缩小实像；投影仪→倒立放大实像；放大镜→正立放大虚像。三种仪器都用凸透镜，但物距不同导致成像不同。
放大镜——最常用的凸透镜
放大镜成像：正立、放大的虚像
判断技巧：快速区分三种仪器成像的记忆方法：照相机——"小倒实"（缩小、倒立、实像）；投影仪——"大倒实"（放大、倒立、实像）；放大镜——"大正虚"（放大、正立、虚像）。关键字：照相机"缩"、投影仪"投大"、放大镜"放大虚"。
【过渡语】三种仪器都用凸透镜，但成像各不相同——有的缩小、有的放大、有的是实像、有的是虚像。那么实像和虚像到底有什么区别呢？这是我们接下来要解决的关键问题。
知识点四：实像和虚像
【讲授】1. 实像：光屏能够承接到的像叫作实像。如照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜后会聚而成的，光屏可以承接到。凸透镜所成的实像：来自物体的光会聚而成，物和实像在凸透镜的两侧。
【讲授】2. 虚像：光屏不能承接到的像叫作虚像。如平面镜所成的像、放大镜所成的像。凸透镜成的虚像：通过凸透镜出射的光没有会聚，只是人眼逆着出射光的方向看到的像，物体和虚像位于凸透镜的同侧。
【重点辨析】实像与虚像的本质区别：实像=实际光线会聚成的像（光屏可接）；虚像=实际光线的反向延长线会聚成的像（光屏不可接）。能成在光屏上的一定是实像；只能用眼睛看到而光屏接不到的一定是虚像。
凸透镜成实像：实际光线会聚
凸透镜成虚像：反向延长线会聚
重点强调：实像和虚像是本章的核心概念。判断方法：（1）能否用光屏承接——能承接的是实像，不能的是虚像；（2）光线的会聚方式——实际光线会聚的是实像，反向延长线会聚的是虚像；（3）物像位置关系——实像时物像在透镜两侧，虚像时物像在透镜同侧。
环节三：例题精讲（10-15分钟）
例题1：用照相机给物体拍照时，如果物体到镜头的距离是3m，相机底片上成的是（ ）
A. 正立、放大的虚像
B. 倒立、缩小的实像
C. 倒立、放大的实像
D. 正立、缩小的虚像
【思路分析】照相机拍照时，镜头相当于凸透镜，物体到镜头的距离（物距3m）远大于镜头的2倍焦距，根据照相机的成像原理，此时在底片上成倒立、缩小的实像。A选项中"正立虚像"是放大镜的成像特点；C选项"倒立放大实像"是投影仪的成像特点；D选项"正立缩小虚像"不存在。
答案：B
【变式训练】小明用照相机先给远处的山拍了一张照片，再给近处的同学拍了一张照片。为了使两次拍摄都在底片上成清晰的像，镜头应该如何调节？
解析：拍远处山时，物距大→像距小→像小，镜头应靠近底片（缩回）。拍近处同学时，物距小→像距大→像大，镜头应向前伸出，远离底片。即：拍近物时镜头向外调（伸长），拍远物时镜头向内调（缩回）。
例题2：下列关于投影仪成像的说法，正确的是（ ）
A. 投影仪成正立、放大的虚像
B. 投影仪的投影片放在镜头的2倍焦距以外
C. 投影仪成像时，物距小于像距
D. 投影仪成像时，像和物体在镜头的同一侧
【思路分析】A错误：投影仪成倒立（不是正立）的实像（不是虚像）。B错误：投影片放在镜头的焦点和2倍焦距之间，不是在2倍焦距以外（2倍焦距以外是照相机的物距范围）。C正确：投影仪成放大实像，像距大于物距。D错误：投影仪成实像，物和像在镜头两侧。
答案：C
【变式训练】投影仪正常工作时，若想使屏幕上的画面更大一些且仍然清晰，应该如何调节？
解析：减小物距（使投影片靠近镜头），同时增大像距（使投影仪远离屏幕）。原理：物距减小→像距增大→像变大。注意：投影片不能移到焦点以内，否则不成实像。
环节四：课堂练习（5-10分钟）
A组·基础巩固
练习1：植物叶子上有一滴露珠，看到露珠下面的叶脉是（ ）
A. 等大的虚像
B. 倒立的实像
C. 缩小的虚像
D. 放大的虚像
露珠下的叶脉——放大镜原理
练习2：同学们在用温度计测量烧杯中水的温度时，从侧面可以观察到温度计插入水中的部分变大了。下列设备中应用了这一光学原理的是（ ）
A. 照相机
B. 放大镜
C. 投影仪
D. 平面镜
练习4：小明用一架焦距不变的照相机，先给小红拍了一张全身照，再想给她拍一张半身照（人像更大）。下列操作方法正确的是（ ）
A. 小明远离小红，同时把镜头向外伸
B. 小明靠近小红，同时把镜头向里缩
C. 小明靠近小红，同时把镜头向外伸
D. 小明远离小红，同时把镜头向里缩
B组·能力提高
练习3：下列关于实像和虚像的说法，正确的是（ ）
A. 虚像就是影子，实像是由实际光形成的光斑
B. 虚像是人的幻觉，实像有实际光进入人眼
C. 实像是光经过折射后形成的，虚像是光经过反射后形成的
D. 实像能在光屏上呈现，虚像则不能在光屏上呈现
练习5：把一只放大镜放在书本上方，适当调节距离，可以看到正立、放大的字。若将放大镜逐渐远离书本，下列现象可能发生的是（ ）
A. 始终看到正立放大的字
B. 字先变大后变小，最终消失看不到字
C. 看到字先正立放大，后倒立放大再倒立缩小
D. 看到字由正立放大变为倒立放大，继续远离后变为倒立缩小
环节五：课堂小结（2-3分钟）
【教师引导】今天我们学习了四种生活透镜：照相机、投影仪、放大镜各自利用凸透镜成像，以及实像和虚像的区别。请同学们完成三种仪器成像的对比表格，说出实像和虚像的本质区别。
【课堂互动】请学生口头完成三种仪器成像特点的对比填空，教师总结实像和虚像的判断方法：一看光屏能否承接，二看实际光线是会聚还是发散。
四、板书设计
第2节 生活中的透镜
一、照相机
镜头=凸透镜，胶片=光屏
成像特点：倒立、缩小的实像
物距>像距，物远→像近→像小
二、投影仪
投影片在f和2f之间
成像特点：倒立、放大的实像
物距<像距，平面镜改变光路
三、放大镜
物体在焦点以内（u成像特点：正立、放大的虚像
物像同侧
四、实像和虚像
实像：实际光线会聚，光屏可承接，物像异侧
虚像：反向延长线会聚，光屏不可承接，物像同侧
五、教学反思
1. 照相机、投影仪和放大镜三种仪器的对比教学是否清晰？学生能否准确说出各自的成像特点？
2. 自制模型照相机的实验是否顺利？学生是否都成功观察到了倒立的实像？
3. 学生对实像和虚像的概念理解是否存在困难？如何帮助学生更好地理解"光屏能否承接"这一判断标准？
4. 投影仪成像中"投影片倒放"这一操作是否向学生讲清楚了？
5. 课堂练习的正确率如何？哪些题目学生错误率较高，需要在后续教学中强化？
6. 本节课的时间分配是否合理？四个知识点的教学节奏是否恰当？

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