《探究凸透镜的成像规律》教学设计
教学目标 1.理解凸透镜的成像条件。2.知道当凸透镜成实像时,像距、像的大小随物距变化的定性关系。3.通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。4.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。5.具有对科学的求知欲,乐于探索日常生活中的物理学道理和原理。
实验器材 光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、计算机、凸透镜成像原理的课件。
重点 探索凸透镜成像规律的过程。
难点 理解凸透镜成像的变化规律。
程序 教师活动 学生活动
导 入 引导语: 通过上节课的学习,我们知道了生活中的照相机、投影仪、电影机、放大镜等成像元件都是凸透镜。但是,通过照相机所成的像是缩小的,通过投影仪所成的像是放大的。那么,在什么情况下,通过凸透镜能成缩小的像?什么情况下成放大的像呢? 联系自己的生活经验思考老师提出的问题。
猜 想 投影仪是我们比较熟悉的光学仪器,大家仔细想一想,要想让屏幕上的图像大一些,应怎样调整? 大家可以讨论讨论,也可以到前面来试试。实验是检验真理的标准嘛! 大家讨论得很热闹,谁愿意将自己的想法和大家交流一下。 同学认真回忆着投影仪的使用情况。并逐渐形成几个同学间的讨论。 有同学到前面来用投影仪做实验。 同学纷纷将自己的想法与其它同学交流。 可能的猜想: 与物体到透镜距离有关;与屏幕到透镜距离有关;与物体和像是否在透镜的两侧有关……
明确任务 制定计划 大家说的都很好,但是否正确还需要实验来验证。 我们为每组提供了专门用来研究凸透镜成像的实验器材──光距座及其附件,并在每组的计算机中安装了研究凸透镜成像所用的课件。大家可以任选其一或共同来探究凸透镜的成像条件。 提示:我们事先为同学们准备了探究方案,同学们可以参照,也可以自己制定实验方案。小组同学间注意分工合作。物距(u)表示物体到透镜的距离;像距(v)表是像到透镜的距离。 有的小组参照学案制定实验计划,有的小组讨论分工并准备实验器材。
实验探究 教师巡回指导 进行实验探究,收集实验数据并记录
展示分析数据 各组的实验基本完成了,那个组愿意将实验数据来与同学共享;并阐述你们的到的初步结论。 以组为单位,利用实物投影展示自己的实验数据。并阐述通过实验所得到的初步结论。
师生总结结论 将每次实验的数据进行研究,得到这样的结论: 当物体与凸透镜的距离(物距)大于透镜的二倍焦距时,成倒立的放大的实像; 当物体与凸透镜的距离(物距)小于透镜的二倍焦距,但大于焦距时,成倒立的缩小的实像; 当物体与凸透镜的距离(物距)小于透镜的焦距时,成正立的放大的虚像; 与教师一起总结结论。 并根据自己的实验经验体会、理解结论内容。
师生总结结论 进一步研究表明:焦点是成实像和虚像的分界点。另外,二倍焦距点是成放大实像和缩小实像的分界点。 通过计算机模拟实验我们不难发现如下规律: 当物体从较远处向透镜靠近时,物距在不断减小,像和像距都在逐渐变大; 当物体从较近处远离透镜时,物距在不断增大,像和像距都在逐渐减小。 与教师一起总结结论。 并根据自己的实验经验体会、理解结论内容。
引导深入研究 提出讨论问题: 1.在成虚像和实像的情况下,轻轻吹蜡烛的火焰,使它像一侧偏斜,观察火焰的偏斜情况。 2.如果我们用不同焦距的凸透镜,实验所得出的结论是否相同? 利用实验继续探究
作业 记忆并理解凸透镜成像规律。 轻松联系:目标教学中的联系题。 预习下一节内容。
探究凸透镜的成像规律(学案)
一、学习目标
1.通过探究活动,理解凸透镜成像的规律。
2.通过探究活动,体验科学探究的过程和方法。
3.通过探究活动,学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
二、实验探究过程
任务1:按图1所示顺序将平行光源、凸透镜、光屏安装在光具座上,使他们的中心在同一直线之上。
任务2:利用平行光源粗测凸透镜的焦距,并在“光具座”上标出透镜中心、透镜的焦点和二倍焦点所在位置。
指导与提示:移动光屏位置,直到光屏上的亮斑最小为止,测出光屏到透镜中心的距离即为该透镜的焦距。
任务3:如图2所示,将物体(蜡烛)放在距透镜二倍焦距之外,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。
任务4:如图3所示,将物体(蜡烛)放在距透镜二倍焦距上,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。
任务5:如图4所示,将物体(蜡烛)放在距透镜一倍焦距和二倍焦距之间,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。
任务6:如图5所示,将物体(蜡烛)放在距透镜一倍焦距之内,同时用眼睛观察像。将观察到的像的性质填入表一中。
记录表一
物距的范围 像距的范围 像的情况
同侧、异侧 正立、倒立 放大、缩小 实像、虚像
u>2f
u=2f
fu
三、课件模拟探究过程
利用课件的动态表达能力探究凸透镜成像的变化规律。
任务1:如图6所示,将物体(蜡烛)放在距透镜无限远处,用鼠标托动物体,使物理逐渐靠近焦点,同时观察像的位置如何变化,像的性质如何变化。将观察到的情况填入表。
任务2:如图7所示,将物体(蜡烛)放在距透镜一倍焦距之内,用鼠标托动物体,使物理逐渐远离焦点,同时观察像的位置如何变化,像的性质如何变化。将观察到的情况填入表二中。
记录表二
物距区间 物的移动方向物距变化趋势 像的移动方向像距变化趋势 像的大小变化
u>2f
fu
四、总结规律
1.像的虚、实与焦距有关。
2.像的大小与物距有关。当物距大于2倍焦距时,像距在 之间,得到了 的实像;当物距等于2倍焦距时,像距与物距相等,得到了与物 的实像;当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时,像距 物距,得到了 的实像;
3.当成虚像时,物、像的左右 ,上下 ;当成实像时,物、像的左右 ,上下 。