3.3 探究凸透镜成像的规律(湖北省黄冈市红安县)

《探究凸透镜成像的规律》教案
一、教学目标：
1.知识与技能　　理解凸透镜成像的规律。
2.过程与方法
（1）能在探究活动中，初步获得猜想与假设的能力。
（2）通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
（3）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）培养学生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。
（2）乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
二、教学重点：
凸透镜成像规律的探究过程。
三、教学难点：
如何引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。
四、教学准备：
多媒体、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。
五、教学过程：
（一）引入新课
师：我们已经学习了《生活中的透镜》这一节，请同学们回忆一下，凸透镜在生活中有哪些应用？
生：有照相机、投影仪、放大镜等。
师：我手里有个照相机，会使用照相机的同学请举手！请你给一位同学先拍一张全身像、再拍一张较大的半身像。其他同学观察照相机和被照同学的距离有没有变化。
（学生拍照后，教师利用电脑将两张照片展现在大屏幕上。）
师：这两张照片的大小不同，可能是因为刚才拍照时什么发生了改变引起的？
生：被照的同学和照相机之间的距离发生了变化。
师：我们再做两个实验：请同学们拿起自己手中较大的凸透镜，先靠近课本看书上的字，再伸直手臂看大屏幕，观察两次成像情况。
（学生实验后，请一位同学说出这两次观察到的现象有什么不同。）
师：刚才实验时凸透镜两次成像不同，可能是由于什么条件不同造成的？
生：物体到凸透镜的距离不同。
（二）进行新课
师：物体到凸透镜的距离叫“物距”，像到凸透镜的距离叫“像距”。
板书：【提出问题】 凸透镜所成像的大小、虚实、正倒可能跟什么因素有关？
生：可能跟物距有关。
生：可能跟凸透镜的焦距有关。
板书：【猜想】 ①可能跟物距有关；
②可能跟凸透镜的焦距有关。
师：同学们的猜想都非常好，我们今天用实验只研究一下凸透镜所成的像跟物距的关系。
板书：【设计实验】
师：我们现在要用实验研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要哪些器材？
生：需要凸透镜、蜡烛、光屏、刻度尺；
师：实验时你要刻度尺测量什么？
生：测量物距、像距。
师：还要观察什么？
生：观察像的大小、虚实、正倒。
师：要研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要控制什么因素不变？改变什么？
生：控制凸透镜的焦距不变，改变物距的大小。
师：下面请各小组同学之间相互讨论一下，你们小组准备设计一个怎样的实验方案来探究？
（学生讨论，请一位代表回答。）
师：同学们设计的方案非常好！注意，实验时要想在光屏中央得实像，应将烛焰、凸透镜、光屏的中心放在同一条直线上；要先确定物距，再来回移动光屏进行观察，至光屏上获得清晰的像为止。
师：请各小组成员共同设计一个实验记录表格。
（学生讨论、设计实验表格，并投影展示，教师指导学生修改、补充。)
凸透镜焦距f=10㎝（A组）序号 物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
① u＞2f
② u＞2f
③ 2f＞u＞f
④ 2f＞u＞f
⑤ u＜f
⑥ u＜f
凸透镜焦距f=5㎝（B组）
序号 物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
① u＞2f
② u＞2f
③ 2f＞u＞f
④ 2f＞u＞f
⑤ u＜f
⑥ u＜f
师：这个实验探究的目的是：凸透镜所成的像跟物距大小的关系。各小组的组长负责分工：选两位同学进行实验操作；选一位同学填写实验表格（先将“物距”这一列按从大到小的顺序设计好具体数值，再根据观察到的现象进行记录）；同时所有同学观察实验现象，并分析成像规律。
（学生根据实验表格依次完成6次实验，教师巡回指导。）
（学生展示实验结果，并根据实验结果，分析、讨论凸透镜所成的像跟物距的关系。）
板书：【分析和结论】：凸透镜成像的规律：
1、 像的大小：
当u＞2f 时，成倒立、缩小的实像；
当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像。
2、 像的虚实：
当u＞f 时，成实像；
当u＜f 时，成虚像。
③、凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。
④、凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。
师：你的猜想正确吗？
生：正确。
（教师展示凸透镜成像现象。）
（三）巩固练习：
①下列三幅动画在生活中分别有什么应用？（课件展示）
②摄影师用焦距不变的照相机给一位同学照了一张全身像，再想给他照一张半身像，照相机和这位同学间的距离应怎样变化？
（四）归纳小结：
请同学们谈谈这节课你有哪些收获？
（五）布置作业：
请同学们在课余时间用实验探究一下“凸透镜成像的虚实、大小、整倒跟焦距有什么关系”。
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