第六章 第2节　学生实验：探究——凸透镜成像 同步教案 初中物理北师大版八年级下册（2022年）

第六章 第二节 学生实验：探究——凸透镜成像
教学目标
1．知识与技能
(1)知道凸透镜成像规律。
(2)知道凸透镜所成像的虚实、正倒、大小与物体位置的关系，进一步理解虚像和实像的概念。
2．过程与方法
(1)通过研究凸透镜成像规律的过程，体验科学研究的过程与方法。
(2)学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。
3．情感态度与价值观
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，勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理。
教学重难点
重点：(1)对凸透镜成像规律的理解和认识。
(2)使学生初步了解科学的探究方法。
难点：(1)对凸透镜成像性质的描述。
(2)组织指导学生完成探索凸透镜成像规律的实验。
教学过程
一、情景导入
教师提出问题：凸透镜除了对光线有会聚作用以外，它能否也像平面镜一样成像呢？如果能成像，那么所成的像是否与平面镜所成的像相同？
学生带着疑问，用凸透镜观察课本上的字，并对观察到的现象进行讨论，由学生得出结论：凸透镜能成像。那么，凸透镜成像的情况跟什么有关呢？
二、进行新课
1．提出问题
根据刚刚同学们观察到的现象，请同学们分组讨论一下：你们想知道哪些问题？
集合学生的疑问，引出课题：确定本节课的探究内容——探究凸透镜成像规律，即像的大小、正倒、虚实及与物距的关系。
先让学生自己熟悉物距、像距的概念，然后教师作出必要的解释。
2．猜想并建立假设
(1)学生分组讨论：物距与像的大小、正倒、虚实的定性关系。
(2)学生板演各种猜想与假设。
(3)教师对学生的猜想与假设进行有选择地归纳。
3．设计实验
让学生明白要检验猜想是否正确需要实验，提出实验是探究物理知识最基本的一种方法。
给出器材，让学生根据猜想设计实验方法，并说出器材在其中所起的作用。
指导学生阅读教材第7～8页的内容，明确实验观察什么、测量什么和记录什么数据以及实验的主要步骤及过程。
演示：根据学生的实验方法补充说明实验操作步骤、注意事项等，如：蜡烛、凸透镜、光屏的摆放位置。
实验1　如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏在一直线上依次排列，蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透镜的距离。
实验2　测出凸透镜的焦距，比较物距与焦距、像距与焦距的大小关系。
4．进行实验
指导学生进行探究实验：移动蜡烛使火焰与透镜的距离由远及近，即物距由大到小，观察成像特点。将实验中观察到的现象填入表格。分下面几种情况研究：
(1)物距大于2倍焦距时；(2)物距等于2倍焦距时；(3)物距大于1倍焦距小于2倍焦距时；(4)物距等于1倍焦距时；(5)物距小于1倍焦距时；(6)在以上成实像和成虚像的情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，使它向左侧或右侧偏斜，观察火焰的像是向左侧或右侧偏斜，找出物和像的左右、上下关系。
教师巡视，对学生的探究过程进行指导，及时对学生在探究过程中出现的问题进行指导，并鼓励最先完成实验的学生填写数据(见下表)。
凸透镜焦距f＝________cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
实虚 大小 正倒
u＞2f
u＝2f
2f＞u＞r
u＜f
　　5.分析与论证
指导学生根据实验现象及数据思考得到结论。看是否证实了猜想和假设，并进一步思考、归纳出凸透镜成像的规律。
物体到凸透镜的距离(物距) 像到凸透镜的距离(像距) 像的情况
正立、倒立 放大、缩小 虚像、实像
u＞2f 2f＞v＞f 倒立 缩小 实像
u＝2f v＝2f 倒立 等大 实像
2f＞u＞f v＞2f 倒立 放大 实像
u＜f / 正立 放大 虚像
　　6.评估与交流
(1)讨论像虚实的分界点。
(2)讨论实像大小的分界点。
(3)讨论像和物体在透镜同侧还是异侧。
(4)讨论物像左右、上下关系是怎样的。
提醒学生注意：讨论上述第(3)、(4)小问时，要注意实像和虚像。
师生共同归纳总结：
(1)两个分界点：1倍焦距是成虚像和实像的分界点；2倍焦距是成放大像和缩小像的分界点。
(2)物像位置关系：实像与物体在透镜异侧且倒立；虚像与物体在透镜同侧且正立。
(3)物像左右上下关系：当成虚像时，物、像的左右一致，上下一致；当成实像时，物、像的左右相反，上下相反。
三、课堂小结
教师用多媒体展示凸透镜成像规律。
四、布置作业
教材第10页作业1、2、3、4。
五、板书设计
物体到凸透镜的距离(物距) 像到凸透镜的距离(像距) 像的情况
正立、倒立 放大、缩小 虚像、实像
u＞2f 2f＞v＞f 倒立 缩小 实像
u＝2f v＝2f 倒立 等大 实像
2f＞u＞f v＞2f 倒立 放大 实像
u＜f / 正立 放大 虚像
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