資源簡介

科學探究——凸透鏡成像
一、確定學習目標
1. 知識與技能：
了解凸透鏡的基本性質(zhì)。
掌握凸透鏡成像規(guī)律，包括物距、像距與成像特點的關(guān)系。
學會使用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材進行凸透鏡成像實驗。
2. 過程與方法：
通過觀察、實驗和歸納，培養(yǎng)學生的科學探究能力和實驗操作能力。
引導學生運用所學知識解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象，提高分析和解決問題的能力。
3. 情感態(tài)度與價值觀：
激發(fā)學生對凸透鏡成像規(guī)律的好奇心和探究欲望。
培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作精神和科學態(tài)度。
二、教學重點和難點
1. 教學重點：
凸透鏡成像規(guī)律的理解和掌握。
實驗操作技能的訓練和提高。
2. 教學難點：
理解物距、像距與成像特點的關(guān)系。
實驗過程中光路的調(diào)整和光屏上像的觀察。
三、教學器材
光具座、凸透鏡（焦距已知）、蠟燭、光屏、火柴、刻度尺、粉筆。
四、教學過程
導入新課
情境創(chuàng)設(shè)：教師手持放大鏡，走近教室中的一盆綠植，通過放大鏡讓學生觀察葉子的細節(jié)。學生立刻被放大后的葉子紋理吸引，紛紛好奇地湊近觀看。
提問引導：教師提問：“放大鏡為什么能讓我們看到放大的物體？它是如何工作的？”學生開始思考并嘗試回答。
過渡連接：教師進一步引導：“放大鏡其實就是一種凸透鏡，它有著特殊的成像規(guī)律。今天我們就來一起探究凸透鏡成像的奧秘。”
新課講解
凸透鏡性質(zhì)介紹：教師利用PPT展示凸透鏡的結(jié)構(gòu)圖，詳細講解其“中間厚、邊緣薄”的特點，并通過光線折射的動畫演示，說明凸透鏡對光線的會聚作用。
實驗器材與安全須知：教師逐一介紹實驗所需的器材（光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等），并重點強調(diào)實驗過程中的安全注意事項，如避免觸碰燃燒的蠟燭、小心移動光屏以防其傾倒等。
實驗目的與預測：教師明確實驗的目的——探究凸透鏡成像規(guī)律，并引導學生根據(jù)已有知識預測可能的實驗結(jié)果，如物體距離凸透鏡不同距離時，成像的大小、正倒可能會發(fā)生變化。
實驗探究
實驗步驟一：安裝與調(diào)試
學生分組進行實驗，每組按照教師的指導將蠟燭、凸透鏡、光屏正確安裝在光具座上，并調(diào)整三者的高度，確保蠟燭的焰心、凸透鏡的光心和光屏的中心在同一水平線上。
教師巡視各組，檢查安裝情況，并指導學生如何點燃蠟燭、如何初步調(diào)整物距和像距以便在光屏上得到清晰的像。
實驗步驟二：規(guī)律探究
學生保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，移動光屏直至觀察到清晰的像，然后記錄此時的物距、像距以及成像的特點（如像的大小、正倒）。
教師引導學生改變蠟燭到凸透鏡的距離，重復上述步驟，至少收集三組不同物距下的成像數(shù)據(jù)。
通過觀察和分析實驗數(shù)據(jù)，學生逐漸發(fā)現(xiàn)凸透鏡成像的規(guī)律：當物距大于二倍焦距時，成倒立、縮小的實像；當物距等于二倍焦距時，成倒立、等大的實像；當物距小于二倍焦距但大于焦距時，成倒立、放大的實像；而當物距小于焦距時，則成正立、放大的虛像。
實驗步驟三：特殊位置探究
學生將蠟燭放置在凸透鏡的二倍焦距處和焦點處，分別觀察并記錄成像情況。在這兩個特殊位置，學生會發(fā)現(xiàn)成像有著明顯的特點：二倍焦距處成倒立、等大的實像；焦點處則無法在光屏上成像，但透過凸透鏡可以看到正立、放大的虛像。
教師引導學生思考這兩個特殊位置與凸透鏡成像規(guī)律之間的聯(lián)系，幫助學生進一步理解凸透鏡的成像原理。
歸納總結(jié)
小組分享：每個小組選派一名代表上臺分享實驗過程中觀察到的現(xiàn)象和得出的結(jié)論。其他小組進行補充和評價。
教師總結(jié)：教師對學生的分享進行點評和總結(jié)，再次強調(diào)凸透鏡成像規(guī)律的重要性，并指出其在日常生活（如照相機、投影儀等光學設(shè)備）和工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用。
五、學生討論
教師布置討論任務：分組討論凸透鏡成像規(guī)律在現(xiàn)實生活中的應用，并思考如何利用這些規(guī)律解決實際問題。每組討論后選派一名代表上臺匯報討論結(jié)果。其他小組對匯報內(nèi)容進行評價和補充。通過討論，學生不僅加深了對凸透鏡成像規(guī)律的理解，還鍛煉了團隊協(xié)作和溝通表達的能力。同時，教師也通過學生的討論和反饋了解了學生的掌握情況，為接下來的教學提供了參考。
六、鞏固練習
選擇題：
1. 當物體位于凸透鏡的二倍焦距以外時，光屏上成的是（ ）
A. 倒立、縮小的實像
B. 倒立、放大的實像
C. 正立、放大的虛像
D. 無法成像
2. 使用投影儀時，要使屏幕上的像更大一些，應將鏡頭與投影片的距離調(diào)（ ）
A. 大些，同時使鏡頭與屏幕的距離調(diào)大些
B. 小些，同時使鏡頭與屏幕的距離調(diào)大些
C. 大些，同時使鏡頭與屏幕的距離調(diào)小些
D. 小些，同時使鏡頭與屏幕的距離調(diào)小些
填空題：
1. 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，當蠟燭距凸透鏡20cm時，在光屏上成倒立、等大的實像，則凸透鏡的焦距是______cm；將蠟燭向凸透鏡靠近5cm，所成的像的性質(zhì)是______、______的實像，利用此原理可以制成______。
2. 小明在做凸透鏡成像實驗時，將點燃的蠟燭放在凸透鏡前20cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到縮小的像。小明又把點燃的蠟燭置于原來光屏的位置，則所成像的性質(zhì)是______立、______的______像。
七、板書設(shè)計

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