資源簡介

第五章 透鏡及其應用
5.3　凸透鏡成像的規律
【方式一】師：請看這是放在窗臺上的圓形魚缸，你透過魚缸看到了什么？
生1：看到倒立、縮小的遠處樓房的實像．
生2：我看到魚缸里魚的像，我猜它的像應該比真正的魚要大．
生3：我看到一個最小、最亮的光斑，估計這可能是水透鏡的焦點．
師：這些有趣的光學現象都符合凸透鏡成像的規律．這節課我們一起來研究“凸透鏡成像的規律”吧．
【方式二】PPT展示圖片
通過上節課的學習，我們知道照相機、投影儀里面都有凸透鏡，放大鏡本身就是凸透鏡，但是它們的成像特點卻不同，想知道其中的原因嗎？這節課我們一起來研究“凸透鏡成像的規律”吧．
詳見本節電子資源包
1．教學準備：白板、多媒體電腦、課件；凸透鏡、蠟燭、火柴、刻度尺、光屏、裝水的圓形魚缸．
2．探究凸透鏡成像的規律是一個較完整的探究實驗，也是本章的重點．通過學習，不僅要使學生了解凸透鏡的成像規律，而且要使學生了解科學探究方法．在探究過程中，引導學生對凸透鏡的成像規律進行猜想，初步設計方案，用實驗探究的方法找到凸透鏡成像的規律．
課題 第3節　凸透鏡成像的規律 授課人
素養目標 1.通過實驗探究并知道凸透鏡成像的規律． 2.通過探究活動，體驗科學探究的過程和基本研究方法. 3.體會實驗探究活動在認識事物過程中的重要意義，建立生活與物理知識的聯系.樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理.
教學重點 照相機、投影儀、放大鏡的成像特點.
教學難點 指導學生在探究過程中，建立起實驗與物理模型之間的必然聯系.
教學步驟 師生活動 設計意圖
新課導入 PPT展示圖片 通過上節課的學習，我們知道照相機、投影儀里面都有凸透鏡，照相機和投影儀都成倒立的實像，所不同的是：物體離照相機的鏡頭比較遠，成縮小的實像；物體離投影儀的鏡頭比較近，成放大的實像．物體離放大鏡比較近，成放大、正立的虛像．可見，像的虛實、大小、正倒跟物距有關系，這節課我們一起來研究“凸透鏡成像的規律”吧. 回顧上節課所學內容，激發學生的求知欲和好奇心
新課教學 教師板書課題并展示教學目標 【學生實驗】探究凸透鏡成像的規律 【提出問題】像的虛實、大小、正倒與什么因素有關？ 【猜想】①可能跟物距有關；②可能跟凸透鏡的焦距有關． 師：同學們的猜想都非常好，我們今天只研究凸透鏡所成的像跟物距的關系． 【設計實驗】現在要用實驗研究凸透鏡成像的大小、虛實、正倒跟物距的關系，需要哪些器材？ 生：需要凸透鏡、蠟燭、光屏、刻度尺． 師：實驗時你要用刻度尺測量什么？ 生：測量物距、像距． 師：還要觀察什么？ 生：觀察像的大小、虛實、正倒． 師：要研究凸透鏡成像的大小、虛實、正倒跟物距的關系，需要控制什么因素不變？改變什么？ 生：控制凸透鏡的焦距不變，改變物距的大小． 師：下面請各小組同學之間相互討論一下，你們小組準備設計一個怎樣的實驗方案來探究？ 師：同學們設計的方案非常好！注意，實驗時要想使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡、光屏的中心放在同一條直線上；要先確定物距，再來回移動光屏進行觀察，直至光屏上獲得清晰的像為止． 師：請各小組成員共同設計一個實驗記錄表格． 凸透鏡的焦距f＝________cm 【進行實驗與收集證據】老師巡回指導：引導、啟發、點撥或提示學生. (1)組裝實驗裝置，將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調整到同一高度．(目的是使像成在光屏的中央) (2)將凸透鏡固定在光具座中間某刻度處，把蠟燭放在較遠處，使物距u＞2f，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的實像．觀察實像的大小和正倒，記錄物距u和像距v. (3)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，仍使u＞2f，仿照步驟(2)再做2次實驗，分別觀察實像的大小和正倒，記錄物距u和像距v. (4)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，使f＜u＜2f，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的實像，觀察實像的大小和正倒，記錄物距u和像距v . (5)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，仍使f＜u＜2f，仿照步驟(4)再做2次實驗，分別觀察實像的大小和正倒，記錄物距u和像距v. (6)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蠟燭的像，此時成虛像，應從光屏這側向透鏡觀察蠟燭的像，觀察虛像的大小和正倒. 【教師PPT展示】用多媒體軟件模擬凸透鏡成像光路圖，指導學生記筆記，畫出光路圖. 【分析與論證】 師：在實驗中，你能發現實像和虛像的分界點在什么位置嗎？ 生：焦點是實像和虛像的分界點. 師：在實驗中，你能發現放大的像和縮小的像的分界點在什么位置嗎？ 生：2倍焦距是縮小像和放大像的分界點. 師：什么情況下像和物體在凸透鏡兩側？什么情況下像和物體在凸透鏡同側？ 生：成實像時物像異側，成虛像時物像同側. 師：當凸透鏡成實像時，隨著物距的減小，像距是怎樣變化的？ 生：物距減小，像距增大，即物像同方向移動，像跟著物體在移動. 【實驗結論】 【教師PPT展示】規律精煉 一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小. 實像總是異側倒；物近像遠像變大. 虛像總是同側正；物近像近像變小. 像的大小像距定；像兒跟著物體跑. 【教師板書】 凸透鏡成像規律： u＞2f，f＜v＜2f：倒立、縮小的實像，應用是照相機 f＜u＜2f，v＞2f：倒立、放大的實像，應用是投影儀、幻燈機 u＝f：不成像 u＜f：正立、放大的虛像，應用是放大鏡 提高學生的實驗設計能力，培養學生的創新思維能力 加深學生對知識的記憶
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