探究凸透镜成像的规教学设计.doc

探究凸透镜成像的规律
李春兰
●教学目标
一、知识与技能
1.理解凸透镜的成像规律.
2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件.
二、过程与方法
1.能在探究活动中，初步获得提出问题的能力.
2.通过探究活动，体验科学的全过程和方法.
3.通过对凸透镜成像现象的观察分析，总结出凸透镜成像规律，并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.培养从物理现象中归纳科学规律的方法.
三、情感态度与价值观
1.通过研究凸透镜成像的实验，以及对其成像规律的分析有意识地渗透辨证唯物主义 观点.
2.通过探究活动，激发学生的学习兴趣，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，勇于探究日常生活中的物理学规律.
●教学重点
对凸透镜成像规律的理解和认识.
●教学难点
指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系.
●教学方法
实验法、观察法、探究法、讨论法.
●教学用具
凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺.
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
［师］通过上节课的学习，我们知道照相机投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜，并且照相机能使景物在相片上成倒立的像，所成的像比物体小，投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上，供大家观看，这就说明所成的像比物体大，是倒立的；放大镜能把小小的物体放大，使我们看清楚它们，所成的像是正立、放大的.你们想进一步了解它们吗？想了解什么？
［生甲］凸透镜在什么条件下成正立的像，什么情况下成倒立的像？
［生乙］什么情况下成放大的像，什么情况成缩小的像?
［生丙］什么情况下用光屏能收到像，什么情况下在光屏上不成像？
［生丁］什么条件下像与物在凸透镜两侧，什么条件下在同侧？
［师］同学们提出这么多问题，说明同学们认真思考了，这样非常好，既然提出问题，我们就要解决它.现在，我们就根据上节学的知识大胆猜测，通过实验和探究活动来解决.
二、新课教学
［探究］凸透镜成像的规律.
［生甲］照相时物体到凸透镜的距离比投影仪上胶片到凸透镜的距离大，看来像是放大还是缩小的与物体到凸透镜的距离有关.
［生乙］照相时底片到凸透镜的距离比投影仪的屏幕到凸透镜的距离小，看来像是放大还是缩小的与像到凸透镜的距离有关.
［师］同学们猜想得很好.现在逐一讨论看看有没有哪个能排除掉.
［生甲］像是放大还是缩小与凸透镜的大小有关，可以排除.因为有的放大镜直径比照相机镜头直径小，也能成放大像，再有摄影师拿大焦距的镜头比投影的镜头大，成的像还是缩小的，所以可以排除掉.
［师］他说的很好.我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确.
［学生们讨论，制定实验方案，教师巡回指导］
［师］现在我们桌子上有光具座（上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜，能来回移动，从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系）、蜡烛（做物体用）、光屏（白色的硬纸板作屏）、凸透镜（焦距在10~20 cm之间），先测出凸透镜的焦距.
［生甲］让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距.
［生乙］也可以让凸透镜离灯光5 m以外，找亮点，测定出凸透镜的焦距.
［师］好，现在测凸透镜的焦距.
学生们测出焦距，开始进行探究实验.
方案一：
①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.
②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.
③把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，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录成表.
④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录成表.
⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格.
方案二：
①把透镜放在桌子中央，把蜡烛、光屏放在其两侧，刻度尺放在桌子上，如课本图3.3—2所示.
②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.
③移动蜡烛，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒、测出蜡烛与凸透镜、光屏与凸透镜的距离.把数据记入表格.
④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化，是放大、等大还是缩小，是正立还是倒立，将蜡烛与凸透镜的距离，光屏与凸透镜的距离数据记入表格.
⑤当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上看不到蜡烛的像，继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上看不到蜡烛的像，拿去光屏，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像.把蜡烛与凸透镜的距离，像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小、正立还是倒立的填入表格.
［师］同学们的方案都可行，现在用桌子上的仪器进行实验，并记下结果，总结凸透镜成像的规律.
［学生们在认真做实验，教师巡回并进行指导，实验结束，教师组织讨论、提问、进行总结］
［生甲］当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置，像在凸透镜的另一侧，成倒立、缩小的像.像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间.
［生乙］当把蜡烛放在2倍焦距的位置，像在凸透镜的另一侧，像的大小与物体大小相等.是倒立的，像与凸透镜的距离也等于2倍焦距.
［生丙］当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时，像在凸透镜的另一侧，成倒立放大的像，像与凸透镜的距离大于2倍焦距.
［生丁］当把蜡烛放在1倍焦距的位置时，光屏不成像.
［师］同学们把规律都总结出来，总结得非常好，物体与凸透镜的距离叫物距，用u表示，像与凸透镜的距离叫像距，用v表示.
一、 凸透镜成像的规律（板书）

［生甲］什么叫实像？什么叫虚像？
［师］同学们能不能从我们实验中得出呢？
［生甲］光屏上得到的是实像，得不到的是虚像.
［生乙］光屏上承接的像是实际光线的会聚点.
［生丙］虚像不能用光屏收到，只能用眼睛看到，它不是实际光线会聚点，而是它们的反向延长线的交点.
［师］同学们总结得很好，看投影.
二、虚像和实像（板书）
由实际光线会聚成的像叫做实像.
像不是由实际光线会聚成的，而是它们的反向延长线的交点成的像叫虚像.
［想想议议］
［师］我们知道什么是实像、什么是虚像之后请你们进一步猜测并根据上面探究所得的资料进行分析,什么情况下凸透镜成实像、什么情况下成虚像.
学生们仔细分析、思考、相互讨论.
［生甲］物体在1倍 焦距以外时，成倒立的实像.
［生乙］物体在1倍焦距内时，成正立的虚像.
［生丙］照相机和投影仪能在光屏上成实像，放大镜成的像在光屏上得不到，但眼睛能看到成虚像.
［生丁］像与物在凸透镜同侧成虚像，像与物在凸透镜两侧成实像.
［师］我们的照相机、投影仪、放大镜都是根据凸透镜成像规律成像的，能说出它们的原理吗？
［生甲］照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像.
［生乙］投影仪的原理是物体到凸透镜的距离在2倍焦距和焦距之间时，成倒立、放大的实像.
［生丙］放大镜的原理是物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像.
［师］我们知道了照相机、投影仪、放大镜的原理.想进一步了解它们吗？我们从上节课知道照相机的镜头相当于凸透镜.胶卷相当于光屏.机壳相当于暗室.我们今天又知道，被拍照的景物到镜头的距离远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像.那么照相机中的调焦环、光圈、快门，它们有什么用处？
下面看挂图和实物，还有你们的资料说出它们的作用.
［生甲］照相机中调焦环是调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，调焦环上刻着数字，表示拍摄的景物到镜头的距离.
［生乙］光圈是用来控制进入镜头的光的多少，光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数.
［生戊］快门是用来控制曝光时间的，曝光时间可以从快门上的数字知道.
［生丁］现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片，还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦.这样高度自动化的相机用起来很方便，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片.所以人们戏称为“傻瓜相机”.
［师］同学们讲得很好.看来在下面做了不少工作，我很高兴，那么投影仪的构造呢？看挂图，根据你们收集的资料说出它的构造及作用.
［生甲］投影仪的构造主要有：镜头（相当于一个凸透镜）、投影片相当于物体）、屏幕（相当于光屏）、聚光镜、光源和反光镜等部分.
［生乙］光源是用来照亮投影片的.
［生丙］聚光镜是由两块螺纹透镜组成，这两块螺纹透镜是用来增大聚光面积，增加投影片的亮度.
［生丁］反光镜是平面镜，作用是把射向投影片的光反射到屏幕上.
［师］同学们回答的非常好.现在我们分组亲自动手来使用照相机拍照和使用投影仪放大胶片.
［学生们很活跃，积极主动的做，教师巡回指导］
三、小结
本节课我们知道了以下内容；
1.照相机的原理
u＞2f f＜v＜2f 成倒立、缩小的实像
2.投影仪的原理
f＜u＜2f u＞2f 成倒立、放大的实像
3.放大镜的原理
u＜f 成正立、放大的虚像
四、布置作业
动手动脑学物理.