日期:2022-02-19
这是凸透镜成像实验,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
【教学目标】
一、知识与技能
1.探究凸透镜成像的规律;
2.掌握科学探究的方法。
二、过程与方法
1.能在探究过程中,培养学习的兴趣;
2.通过探究活动,获得提出问题和解决问题的能力;
3.学会用观察、比较、列表的方法进行归纳和总结。
三、情感、态度价值观
1.培养对科学的兴趣,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,拉近生活、社会、科技与物理的距离;
2.乐于参与观察、实验、制作等科学实践;
3.渗透科学、技术、社会(STS)教学的指导思想。
【教学准备】
凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、放大镜、刻度尺、小水电筒、金鱼缸、小金鱼1条、水。
【教学重点】
掌握科学探究的方法。
【教学难点】
凸透镜成像的规律。
【教学过程】
一、创设物理情景进行猜想,引入新课
观察现象:我们通过金鱼缸的侧壁来观察缸中游动的小金鱼,会看到什么现象?
学生观察后会回答:由于金鱼缸和水组成了一个放大镜,所以看到的小金鱼比实际的放大了。
提出问题:隔着放大镜看物体,物体总是放大的吗?
学生实验,观察现象后回答:不是。物体有时会放大,有时又会变小,像还会由正立变倒立。
从前面我们的学习中知道:
1.照相机照相时,物体离照相镜头比较远,成的是缩小,倒立的实像。
2.投影仪投影胶片时,物体离投影仪比较近,成的是缩小,倒立的实像。
3.放大镜看物体时,物体离放大镜很近,成的是放大、正立的虚像。
启发学生猜想:凸透镜所成的像可能与物体距凸透镜的距离有关。
那么凸透镜能够成像,所成的像有什么特点和规律呢?我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。
二、实验探究
(一)课题板书:
探究凸透镜成像的规律。
(二)同学们用桌上准备好的实验器材进行实验。
实验准备:
1.测定凸透镜的焦距f并做好记录。
方法:平行光聚焦法,小手电筒代替平行光源。
2.指导学生将实验器材按如图所示摆放。
要求:将凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。
调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。
3.提出问题,进行探讨:
如何使物体所成的像呈现于光屏上?
学生思考会回答:调整物体,光屏到凸透镜的'距离。
实验过程中应记录哪些现象和数据。
物体到凸透镜的距离(物距),像到凸透镜的距离(像距),像的大小,倒立或正立,像的虚、实。
实验要求:
1.态度认真,一丝不苟。
2.光屏上的像一定要明亮,清晰。
3.多次进行测量,仔细观察,做好记录进行实验。
学生每2人一组按如下步骤进行实验探究:
1.把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,使烛焰在光屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒,测出物距和像距u(像到凸透镜的距离)。
2.把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即2f>u>f,重复以上操作,进行观察和测量。
3.继续移近蜡烛,使物距u
按上述计划操作,把数据和观察结果填入下表中。
透镜焦距f=_____cm
物距与焦距关系
物距u/cm
像的性质
像距u/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
u>2f
2f>u>f
2f>u>f
u
u
教师巡回指导,及时发现问题并对学生启发和引导。
三、交流评估
1.各小组送交自己的实验记录结果,进行投影展示,表述发现的现象和规律。
2.引导学生相互交流,开展评估,各述己见。
四、归纳和总结
通过本节课同学们的探究,我们得到如下规律:
投影展示:
1.u>f时成实像,u
2.U>2f时成缩小实像,u<2f时成放大实像,二倍焦距点是成放大实像与缩小虚像的分界点。
教学目的:
1、通过教学使学生知道凸透镜有成像的作用、成像的规律及生活中的应用;
2、在教学过程中,培养学生主动探求的精神、方法,动手实验能力、归纳概括能力和创造性性思维的形成;
3、培养学生养成主动探求的习惯,与人合作的科学态度,辨证的看待客观事务的变化及变化规律。
教学重点:凸透镜有成像的作用及成像规律。
教学难点:学生自行探究凸透镜成像的规律。
教学用具:凸透镜、蜡烛、火柴、纸屏、投影仪、相机等。
教学时间:一课时
教学过程:
认识凸透镜:
【设疑】:放大镜有什么作用?
【探究】:1、放大;2、聚光
【发现】:放大镜根据折射原理制成的。
【设疑】:放大镜的镜片有什么特点?
【探究】:摸一摸、看一看
【发现】:中间厚边缘薄、透明----凸透镜(板书课题)
(出示放大镜)
这是什么?谁知道它有什么作用?
(有放大的作用。)
请学生到前边来做个实验(给学生放大镜和一本书)试着把书上的字放得最大。
[学生反复实验]
放大镜还有什么作用?
(有聚光的作用。)
(板书:·)
放大镜是根据什么原理制成的?
(光的折射原理制成的。)(在图下板书:折射)
再来看看放大镜的镜片有什么特点?摸摸、看看。
(放大镜的镜片中间厚,两边薄。)
还有什么特点?
(镜片是透明的。)
我们把中间厚、边缘薄的透明镜片叫做凸透镜。(板书:凸透镜)这节课我们就来研究关于凸透镜的知识。(出示放大镜)这叫什么?
(应该叫凸透镜。)
放大镜就是凸透镜。它有什么作用?是根据什么原理制成的?
(放大、聚光的作用。是根据光的折射原理制成的。)
二、认识凸透镜有成像作用:
【设疑】:看看凸透镜,还有什么新的发现?
【探究】:(学生创造性的探究)
【发现】:通过凸透镜看到的物体倒过来了。
凸透镜还有什么作用呢?
(能让物体倒过来。)
你是怎样做的?
(生示范)
大家都来做一做、看一看。你看到了什么现象?
(生1:我看见老师倒过来了。生2:前面的同学也倒过来了。)
是人倒过来了吗?现在你再看,人是倒着的吗?放下凸透镜再观察,想想通过凸透镜看到的是什么?
(通过凸透镜看到的是物体的像。)
那么这叫凸透镜的什么作用?
(凸透镜能使物体成像。)
认识凸透镜如何成像:
【探究】:让蜡烛火焰的像出现在纸屏上
【发现】:蜡烛、凸透镜、纸屏在一条直线上且高度相同。
【创造】:学生不同的摆放都能成像
【设疑】:像的大小与火焰的关系?
(反复探究)
【发现】:像有时大,有时小。
用凸透镜、蜡烛、白纸做实验,让蜡烛的像出现在白纸上,自己做做看。
(学生实验)
大家是怎样做的?请这一桌的同学到前边来做一做。
(巡视过程中错误的代表)
(两生做实验,纸上无像)
能不能自己想个办法。
(生改变凸透镜、白纸、蜡烛之间的位置关系,在纸上得到蜡烛火焰的像
给大家讲讲你们是怎么做的?
(凸透镜、蜡烛和纸的高度得相同才行,而且凸透镜、蜡烛、白纸得在一条直线上。)
我们按这个办法再来实验,同时我们把白纸叫做“纸屏”,看看在纸屏上得到的蜡烛火焰的像有什么特点?
(生实验)
汇报实验结果。
(生1:在纸屏上得到了蜡烛火焰的像。生2:我们在纸屏上得到了蜡烛火焰的像还是倒立的。)
凸透镜能使物体成像,而且成倒像。
(板书:凸透镜使物体成倒像)
认识凸透镜的成像规律:
【设疑】:你对这个发现有什么问题?
(学生质疑)
【探究】:反复实验,寻求规律
【发现】:与蜡烛、凸透镜、纸屏三者的位置有关
【探究】:学生演示实验、参与板书,进一步探究
【发现】:蜡烛、凸透镜、纸屏三者的位置之间的辨证关系
【创造】:学生参与图文结合的板书形成
到底通过凸透镜得到的像比蜡烛火焰是大还是小?我们再来做做看,像的大小与什么有关?
(生实验,师巡视并指导)
谁到前边来边实验边汇报实验结果。
(演示当凸透镜离蜡烛近时,像就大,离纸屏近时像就小)。
那请你再说说什么条件下成大像?
(当凸透镜离蜡烛近、离纸屏远时在纸屏上得到大像。)
那在什么条件下成小像哪?
(当凸透镜离蜡烛远、离纸屏近时在纸屏上得到小像。)
那就请同学们再来做做看是不是这样?
(学生实验、老师巡视)
谁再来汇报实验结果?
生1:
生2:
(板书:当凸透镜离蜡烛近、离纸屏远时在纸屏上得到放大的像。
当凸透镜离蜡烛远、离纸屏近时在纸屏上得到缩小的像。)
认识凸透镜的应用:
【设疑】:凸透镜成像规律在生活中的应用有什么?
【创造】:
1、用照相机拍摄同一景物成一大一小两个像;
2、利用投影仪成大小不同的像;
3、能解释凸透镜成像规律在生活中的其他应用。
这就是凸透镜成像的规律。大家想一想,什么地方用到了凸透镜成像的规律?你能具体地说一说吗?
(照相机就用到镜头就是凸透镜,被摄的物体相当于蜡烛,底片就相当于纸屏。)
(我们教室里的投影仪也用到了凸透镜成像的规律。)
请你到前边给大家讲讲。(生讲解)你能让屏幕上的像变大吗?
(可以让凸透镜离投影片近些,也可以让投影仪离屏幕远点。(边说边做)
有兴趣的同学可以在课后自己制作“土相机”。《凸透镜》
一、教学目标
1.知识与技能:掌握凸透镜成像的规律。
2.过程与方法:通过探究凸透镜成像规律的过程,提升科学探究的能力。
3.情感、态度与价值观:在探究中,提升团队合作意识。
二、教学重难点
【重点】凸透镜成像的规律。
【难点】对凸透镜成像规律的总结。
三、教学过程
环节一:新课导入
提出问题:请结合上节课所学的知识思考照相机、投影仪和放大镜所成的像具有怎样的特点呢?(物体离照相机镜头比较远,成倒立、缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成倒立、放大的实像;物体离放大镜比较近,成正立、放大的虚像)
教师引导:像的虚实、大小、正倒与物体离凸透镜的距离有什么关系呢?(预设学生猜想离凸透镜越近所成的像越大),进而引出课题《凸透镜成像的规律》。
环节二:新课讲授
教师讲解:物体到凸透镜的距离称为物距,像到凸透镜的距离称为像距。出示实验器材:蜡烛、白色纸板、光具座等,介绍光具座的作用:使烛焰、凸透镜、光屏在同一直线上,并且可测量物距和像距。
小组讨论:根据现有实验器材如何进行实验?请大家以物理兴趣小组为单位,进行为时十分钟的小组讨论。
教师总结:结合学生的讨论结果,总结实验步骤为:(1)把蜡烛放在较远处,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,记录物距和像距;(2)不断把蜡烛向凸透镜移近,调节光屏的位置,记录数据。
教师补充:为使像成在光屏中心,应使烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏中心在同一高度上。
探究实验:请大家以物理兴趣小组为单位,根据实验步骤进行实验,并将数据记录在书上表格内。
教师引导:由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距f有关系,所以在研究物距u的变化时,焦距可能是个应该注意的参照距离。
教师总结:根据实验数据,与学生共同总结实验规律,并让小组代表将小组内所得的成像规律进行板书。
环节三:巩固提高
焦距与像的虚实、正倒、大小有什么关系?(一倍焦距是实像与虚像,正立与倒立的分界点;二倍焦距是放大与缩小的分界点。)
环节四:小结作业
1.小结:师生共同总结本节课的主要内容。
2.作业:结合本节课所学知识,思考照相机、投影仪和放大镜应用了凸透镜成像的哪条规律?
四、板书设计
教学目标:
1、知识与能力
(1) 认识透镜,知道凸透镜的作用。
(2) 理解凸透镜的成像规律。
(3) 知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。
2、过程与方法
(1) 通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。
(2) 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3、情感态度与价值观
(1)初步形成爱科学的态度、愿意探究的精神、与他人协作的意识、勇于创新的精神等。
(2)具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
教学重点:
1、凸透镜的作用。
2、凸透镜成像的规律。
教学难点:
凸透镜成像的规律。
教学方法:
探究、归纳、分析
课时安排:
2课时
教学仪器:
凸透镜、光具座、蜡烛、火柴、放大镜
教学过程:
一、认识透镜
1、透镜——由透明物质(玻璃或水晶)制成的光学元件。
观察:近视眼镜和远视眼镜的镜片的区别
2、两种透镜:
凸透镜——中间厚,边缘簿的透镜
凹透镜——中间簿,边缘厚的透镜
3、主光轴和光心的概念
主光轴——通过两个球面球心的直线
光心——透镜的中心
二、探究——透镜的光学特性
1、提出问题:患近视眼和远视眼的人要戴不同的透镜,说明凸透镜和凹透镜对光起的作用是不同的,请同学们猜想一下,凸透镜对光起什么作用,凹透镜对光起什么作用。
2、进行猜想:根据生活经验,猜测凸透镜可能有聚光作用,凹透镜可能有散光作用。
3、设计实验:(教师启发:采用探究性实验,让学生学会实验操作的同时,学习物理探究的过程和方法。)
探究:拿一只手电筒照到一张白纸上,观察光斑的大小,然后把透镜放在手电筒前面,观察光斑的大小。如果光斑变小了,则透镜对光起会聚作用;如果光斑变大了,则透镜对光起发散作用。
4、实验结论:
思考:参照原来光路的方向和主光轴的位置,经过透镜折射后的光线发生了什么变化?
(1)折射后的光线跟原入射光线相比更靠拢主光轴,我们把这种作用就叫做会聚作用。
结论:凸透镜对光的会聚作用。
(2)折射后的光线跟原入射光线相比远离主光轴,我们把这种作用就叫做发散作用。
结论:凹透镜对光的发散作用。
5、凸透镜焦点和焦距:
(1)凸透镜焦点和焦距
演示:平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点。
《科学探究:凸透镜成像》(沪科版)教学设计说明:凸透镜两侧各有一个焦点和焦距。
(2)凸透镜焦距测量:
说明:太阳光线虽然是向四周射出的发散光线,但由于太阳距离地球十分遥远,所以太阳射到地球的光线可以看成是平行光。
器材:给你一块凸透镜、一张白纸、一把刻度尺怎样测出凸透镜的焦距?
《科学探究:凸透镜成像》(沪科版)教学设计三、探究:凸透镜的成像规律
1、提出问题:
同一凸透镜为什么会成大小、虚实、正倒不同的像?猜猜看:这些结果与什么因素有关?
2、猜想与假设:
猜想1:可能与物体到凸透镜中心的距离有关。
猜想2:可能与凸透镜的焦距有关。
思考:凸透镜成大小、虚实、正倒不同的像?原因可能是与凸透镜的焦距有关,还可能与凸透镜到物体的距离有关。有了这些猜想之后你应该怎么办?
3、制定计划与设计实验:
介绍:实验室常用来研究凸透镜成像的仪器——光具座。
讲解:对照光具座说明,物体到透镜中心的距离简称物距(u),像到透镜中心的距离简称像距(v),在使用光具座时,像的位置和光屏的位置具有不同含义。光屏上得到特别清晰的像,这时光屏的位置就是像的位置。
4、进行实验与收集证据:
(1)器材:光具座、凸透镜、蜡烛、光屏。
(2)器材的组装、摆放、调整:在光具座上从左到右依次依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏。
(3)调节:点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
说明:实验所有的凸透镜焦距都是10cm的。
(4)实验步骤:
a、把蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放到光具座上,并使它们在同一直线、同一高度。
b、逐次固定蜡烛与凸透镜的距离分别为:40 cm、30cm、17cm、13 cm和7cm、4 cm,移动光屏,使光屏上成一个清晰的像,并记录像距和像的性质(放大、缩小,倒立、正立,虚像、实像)。
提醒:当物距为5cm时,在光屏上能否看到像?如果无法成清晰的像,我们可以透过透镜看看像的性质。
5、分析论证:
经过实验探究、分析数据从而找出规律的。哪个小组能完整地总结出凸透镜成像的规律?
讨论:
①像的大小与物距是否有关?当物距在什么情况下成缩小的`像?在什么情况下成放大的像?
②像的正倒与物距是否有关?当物距在什么情况下成正立的像?在什么情况下成倒立的像?
③像的虚实与物距是否有关?当物距在什么情况下成虚像?在什么情况下成实像?有没有正立的实像?有没有倒立的虚像?
思考:根据记录表中的数据,凸透镜成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?
总结:凸透镜成像的规律
(1)当u>2f时,成的是倒立、缩小的实像,f<v<2f。
(2)当u=2f时,成的是倒立、等大的实像,v=2f。
(3)当f<u<2f时,成的是倒立、放大的实像,v>2f。
(4)当u=f时,不成像。
(5)当u<f时,成的是正立、放大的虚像,u>v。
6、交流评估:
在实验中有哪些步骤没有做好,需要改进?猜测的结果和实验结果是不是相同呢?你是不是参与到了整个探究活动中来了?
课堂小结:
大家通过实验,得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。通过本节课的学习,同学们有哪些收获?
1、u>f时成实像,u<f成虚像,焦点是实像和虚像的分界点。
2、u>2f时成缩小实像,u<2f时成放大实像,二倍焦距点是成放大实像与缩小虚像的分界点。
3、成实像时,当物距减小,像距变大,像变大;物距增大时,像距变小,像变小。
4、成实像时,像与物在凸透镜异侧,成虚像时,像与物在凸透镜同侧。
5、实像是实际光线会聚而成的,可显示在光屏上,虚像是实际光线的反向延长线的交点,不显示在光屏上。
布置作业:
1、完成导学案。
2、通过作图来进一步巩固凸透镜的成像规律。
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