教學目標
2.曉得凸透鏡成放大、縮小虛像和實像的條件。
教學重難點
教學重點:對凸透鏡成像規律的理解和認識。
教學難點:指導中學生在探究過程中,構建起實驗與數學模型之間的必然聯系。
教學用品
光具座、凸透鏡、蠟燭、火柴、光屏。
教學過程
(一)新課引入
通過上節課的學習,我們曉得照像機投影儀上面都有凸透鏡,放大鏡本身就是凸透鏡,但是照像機能使景物在照片上成倒立的像,所成的像比物體小,投影儀能把小的膠卷上的畫面放大到屏幕上,供你們觀看,這就說明所成的像比物體大,是倒立的;放大鏡能把小小的物體放大,使我們看清楚它們,所成的像是正立、放大的。
大家曉得凸透鏡在哪些條件下成正立的像投影儀凸透鏡成像原理,哪些情況下成倒立的像?哪些情況下成放大的像,哪些情況成縮小的像?哪些情況下能用光屏能收到像,哪些情況下在光屏上不成像?哪些條件下像與物在凸透鏡后側,哪些條件下在同側?
看來,凸透鏡真是一個神秘,但是能耐很大的東西,如今,我們就按照上節課所學的知識大膽推測,之后通過實驗和探究活動來進一步認識凸透鏡。
(二)推動新課——凸透鏡成像規律
1.提出問題
凸透鏡所成像的大小、正倒跟物體的位置有哪些關系?你們想一想、大膽的猜一猜。
2.推測
給中學生幾分鐘時間和提示,作出盡量合理的推測。班主任將有價值的推測記錄在黑板上,以便剖析整理。
3.設計實驗
朋友們推測得挺好,如今我們設計實驗來驗證里面的推測是否正確。中學生們討論,擬定實驗方案,班主任巡回指導。
4.進行實驗
器材:光具座、光具座附件、蠟燭、火柴、凸透鏡
說明:凸透鏡在蠟燭和光屏中間。
使蠟燭、凸透鏡、光屏置于同仍然線上。
調整它們的高度,使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
固定凸透鏡,聯通蠟燭和光屏進行觀察實驗。
固定蠟燭,聯通凸透鏡、光屏進行觀察實驗。
問題:按照設計方案須要記錄什么數學量及像的什么特征?
啟發中學生明晰要記錄:物距、像距;像的性質(放大、縮小,倒立、正立,虛、實)……
指出注意事項及實驗步驟:
a.將凸透鏡固定在光具座的中央,蠟燭和光屏在凸透鏡的一側,使燭焰、透鏡、光屏的中心在同一高度
b.將蠟燭置于離凸透鏡的距離盡量遠的位置,燃起蠟燭
c.聯通光屏,直至光屏上出現清晰的燭焰的像為止
d.記錄下蠟燭到凸透鏡的距離、像到凸透鏡的距離、像的大小和倒正
e.將蠟燭向凸透鏡移近一段距離,重復上述操作,直至不能在屏上得到燭焰的像
f.繼續把蠟燭向凸透鏡緊靠,試著用鼻子觀察像在何處,像是如何的?
進行實驗與搜集證據:
探究一:在光屏上找到物體完整清晰的虛像。
班主任巡回指導:引導、啟發、點撥或提示中學生。
請中學生代表講解找到清晰完整像的技巧。
①物體、凸透鏡、光屏兩者中心在同一高度;②光屏上的像最亮最清晰時,光屏所在位置就是像所在位置。
中學生總結:光屏上可以找到倒立、縮小虛像和倒立、放大虛像。
探究二:探究凸透鏡成倒立、放大虛像和倒立、縮小虛像的規律。
記錄實驗數據,得出凸透鏡成像的初步規律。
1.當u>2f時,成倒立、縮小的虛像,此時,f<v<2f。
2.當u=2f時,成倒立、等大的虛像,此時,v=2f。此點為成虛像大小的分界點。
3.當f<u<2f時,成倒立、放大的虛像,此時,v>2f。
4.當u=f時,不成像。此點為成像虛實的分界點。
5.當u<f時,成正立、放大的實像。
實驗表格
5.剖析論證
借助NB化學實驗重復中學生昨天的探究過程,與中學生一起得到實驗數據。
按照成像的情況,對數據進行分類
①焦點是成虛像和實像的分界點,物體在焦點以外成虛像,焦點以內成實像。即一倍焦距內外分虛實。
②二倍焦距是成放大和縮小像的分界點。物體在二倍焦距以外成縮小像,在二倍焦距以內成放大像。二倍焦距內外分大小。
③實像必異側倒立,實像必同側正立。
④u>v,像是縮小的,u<v,像是放大的。
⑤成虛像時投影儀凸透鏡成像原理,物體距離透鏡越近,像距離透鏡越遠,像越大;物體距離透鏡越遠,像距離透鏡越近,像越小。即成虛像時,物近像遠且大,物遠像近且小。成實像時,物體距離透鏡越近,像越小,物體距離透鏡越遠,像越大。即成實像時,物近像小,物遠像大。物體越緊靠焦點像越大。
⑥實像是實際光線的交點,可以在光屏上呈現,實像是光線的反向延長線的交點,不能在光屏上呈現。虛像可以是縮小的,也可以是放大的,實像一定是放大的。
板書設計
凸透鏡成像的規律
1.成像規律及應用
2.物近像遠像變大
離焦點越近像越大
一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小
教學反省
凸透鏡成像規律一向是中學生學習的難點,一般在教這部份內容時,老師常常先在寢室里演示一遍凸透鏡成像規律,中學生再來驗證一遍。其實中學生在實驗時都能在光屏上找到像,但只是照樣畫葫蘆,結果對于物距,像距,焦距。有些中學生還是弄不清楚。對于規律也是記不牢,且容易忘。
按照新教材重視探究,讓中學生在學習過程中主動獲取知識的精神,我安排了提出問題,設計實驗探究,合作交流等幾個過程,并在得到初步推論時,及時用畫圖法幫助理解記憶凸透鏡成像的規律,中學生完成實驗后再利用NB化學實驗再現實驗過程,結合中學生實驗數據,虛實結合進行剖析論證,進一步加深中學生的理解與記憶,同時與生活中拍照機、幻燈機等實際事例結合,借助實際知識加深對凸透鏡成像規律的理解和記憶。