第四章第五節(jié)科學(xué)探究凸透鏡成像

1、第四章 第五節(jié) 科學(xué)探究：凸透鏡成像蒼山縣向城中學(xué) 馬加翼【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能識(shí)別凸透鏡和凹透鏡，知道凸透鏡的主軸、光心、焦點(diǎn)、焦距等概念了解凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用，學(xué)會(huì)測(cè)凸透鏡焦距的方法能通過實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像的基本規(guī)律，知道凸透鏡所成像的大小、倒正、虛實(shí)與發(fā)光體的位置關(guān)系。2、過程與方法：讓學(xué)生以豐富、生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生帶著問題，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。通過探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的初步分析能力。以及對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)價(jià)能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：創(chuàng)設(shè)情景，鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑，養(yǎng)成學(xué)生主動(dòng)思考、善于思考

2、的習(xí)慣。鼓勵(lì)學(xué)生探究凸透鏡和凹透鏡在日常生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)他們將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐，服務(wù)于人類的意識(shí)。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】1、重點(diǎn)知道實(shí)驗(yàn)探究中制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意義、方法理解凸透鏡成像的規(guī)律。2、難點(diǎn)凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距等概念。知道科學(xué)探究中制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意義、方法理解凸透鏡成像的規(guī)律【教具準(zhǔn)備】多媒體、光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴、投影儀、放大鏡?！窘虒W(xué)過程】、創(chuàng)設(shè)情景師：同學(xué)們你們玩過放大鏡沒有？玩過的同學(xué)能說一下它的形狀及作用嗎？（手將放大鏡舉起）生1；玩過。放大鏡中間厚邊緣薄，能放大物體。生2：成的像為虛像。生3：放大鏡距離遠(yuǎn)了反成了倒立縮小的像。(學(xué)生爭(zhēng)先恐后

3、介紹說)說明：此次發(fā)問并不要求學(xué)生作出準(zhǔn)確回答，只是為本課作引，喚醒學(xué)生日常生活中的記憶，激發(fā)學(xué)生的討論興趣。師：（鼓勵(lì)）同學(xué)們的觀察十分仔細(xì)！像放大鏡這樣中間厚邊緣薄透鏡我們稱它為凸透鏡，凸透鏡有什么作用，到底成什么成什么像呢?今天我們來學(xué)習(xí)第五節(jié)。師板書4-5科學(xué)探究：凸透鏡成像自主學(xué)習(xí)1、凸透鏡是利用 原理制成的光學(xué)原件。它是 、 及 等光學(xué)儀器的基本元件。2、觀察課本圖4-40，凸透鏡又叫 ，它對(duì)平行光有 作用。由課本68頁信息窗可知 叫凹透鏡，對(duì)平行光線有 作用，所以又叫 透鏡。3、觀察課本圖4-41，由圖可知 叫做透鏡的主光軸， 稱為光心， 稱為焦點(diǎn)，用字母 表示，一個(gè)凸透鏡有 個(gè)

4、焦點(diǎn)， 稱為焦距，用字母 來表示。4、你能測(cè)出凸透鏡的焦距嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)單說出你的方法。說明：學(xué)生能夠?qū)?jiǎn)單知識(shí)點(diǎn)自主學(xué)習(xí)，對(duì)有難度的知識(shí)點(diǎn)也有了初步的思考生；每組派一人來展示自學(xué)成果，其他成員補(bǔ)充訂正。不理解的的問題小組間協(xié)商解決。師；多媒體展示凸透鏡對(duì)平行光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)平行光的發(fā)散作用。、實(shí)驗(yàn)探究1.提出問題師：我們知道了凸透鏡能正立放大的像也能成倒立放大的像，投放課本圖4-42和圖4-43。師：演示凸透鏡在燈泡與墻之間來回移動(dòng)，在墻上出現(xiàn)可得到放大，縮小或等大的倒立的像。也可能看不見像。生；觀看生疑師：?jiǎn)柾雇哥R成像有何規(guī)律？即像的大小、正倒、虛實(shí)與什么有關(guān)？2.猜想與假設(shè)生：分組討論，

5、有的翻書查閱。討論過后。生1：我認(rèn)為像的大小跟凸透鏡與物體的距離有關(guān)。師：很好，你從根據(jù)什么猜想的這個(gè)觀點(diǎn)？生1：我發(fā)現(xiàn)離燈遠(yuǎn)時(shí)像就小了，近了像就大了。師：很好，你觀察的太仔細(xì)了，誰有別的猜想？生2：我認(rèn)像的正倒跟凸透鏡與物體距離也有關(guān)，當(dāng)離物體近時(shí)，像就正，遠(yuǎn)時(shí)就倒，師：猜想和非常好，你是一個(gè)留心生活的同學(xué)，我同意你的觀點(diǎn)，還有其它猜想嗎？生3；我認(rèn)為像的虛實(shí)也跟凸透鏡與物體距離也有關(guān)，當(dāng)離物體很近時(shí)，像就虛，遠(yuǎn)時(shí)就實(shí)。師：很好，太有才了，誰有別的猜想？生3：我認(rèn)為還跟焦距有關(guān)，師：你好厲害，你怎么知道的？生3：剛才從資料上查的。師：你真?zhèn)€好學(xué)的孩子，我為有你這個(gè)好學(xué)的學(xué)生感到驕傲。說明：通

6、過讓生討論猜想，培養(yǎng)學(xué)生合作交流的能力；大膽的站起來回答培養(yǎng)了學(xué)生的展示和語言表達(dá)能力，猜想后讓學(xué)生說出猜想結(jié)果，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散思維和分析問題的能力生邊猜想師邊板書，最后總結(jié)猜想結(jié)果：凸透鏡成大小、虛實(shí)、正倒不同的像原因可能是與凸透鏡的焦距有關(guān)，還可能與凸透鏡到物體的距離有關(guān)。同時(shí)讓生明確物距（u）與像距（v）的定義。師：有了這些猜想之后你應(yīng)該怎么辦？3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)生：分組準(zhǔn)備制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師：在制定計(jì)劃之前先給大家介紹一下實(shí)驗(yàn)室常用來研究凸透鏡成像的儀器光具座。引導(dǎo)學(xué)生知道所用凸透鏡的焦距。生：了解使用光具座師：在使用光具座時(shí)，像的位置和光屏的位置具有不同含義。如果光屏上能得

7、到特別清晰的像，這時(shí)光屏的位置就是像的位置師：請(qǐng)同學(xué)們用點(diǎn)燃的蠟燭作為成像的物體，自行選擇其它實(shí)驗(yàn)器材，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。集體的力量是巨大的，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谛〗M內(nèi)積極的討論，研究方案。生：交流討論，積極動(dòng)手動(dòng)腦制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)束后生開始回報(bào)本組計(jì)劃與設(shè)計(jì)；生1：先選器材，光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏；再點(diǎn)燃蠟燭，讓它經(jīng)凸透鏡成放大、縮小、等大的像，量出物距和像距；用不同焦距的凸透鏡重復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析焦距與成像的關(guān)系。生2：把凸透鏡固定，把點(diǎn)燃的蠟燭放在不同的位置，量出物距，試試看得到的像是怎樣的情況（大小、位置、正倒）也要記錄像距；用不同焦距的凸透鏡做。生3：固定物體和光屏，移動(dòng)凸透鏡看能不能得到像

8、，測(cè)u、v，改變物體和光屏之間的距離，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)。師：投影演示：根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行點(diǎn)撥補(bǔ)充說明實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）蠟燭、凸透鏡、光屏的擺放位置、高度。（2）根據(jù)猜想，實(shí)驗(yàn)時(shí)先變化物距，然后想法找像。物距最好由大到小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 生：分工完成實(shí)驗(yàn)師：巡視，進(jìn)行必要的點(diǎn)撥和指導(dǎo)。幫助有困難的學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)提出。師：你組同學(xué)否得到了蠟燭清晰的像？有的組成的像在光屏的邊緣，有的根本得不到像，怎么辦？生1：把凸透鏡中心，光屏中心，蠟燭調(diào)在同一高度。生2：可能成虛像，所以用光屏接收不到。師：指導(dǎo)學(xué)生區(qū)別實(shí)像和虛像。師：（指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)）將蠟燭放在距凸透鏡為兩倍焦距（2f）時(shí)，

9、你猜會(huì)觀察到什么？試試看。師：把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）時(shí)，又會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生？（先猜，后試試）生：（齊聲回答）實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：將蠟燭放在距凸透鏡為兩倍焦距（2f）時(shí)，在光屏上成倒立等大的實(shí)像。生：調(diào)整好實(shí)驗(yàn)后回答：把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）時(shí)，不成像。師：非常好，你們實(shí)驗(yàn)操作已經(jīng)很熟練了。 實(shí)驗(yàn)過程：把透鏡放在光具座標(biāo)尺中央，從透鏡的位置開始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距和2倍焦距的位置。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠(yuǎn)的位置上，調(diào)整光屏到透鏡的距離，使?fàn)T焰在屏上成一個(gè)清晰的像，觀察像的大小、正倒，測(cè)出蠟燭與

10、凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離。把數(shù)據(jù)記錄成表。繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，觀察像的變化是放大還是縮小，是正立還是倒立，蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離測(cè)出，將數(shù)據(jù)記錄成表。當(dāng)蠟燭到一定位置上時(shí)，光屏沒有像，用眼睛直接對(duì)著凸透鏡觀察蠟燭的像，把蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡的距離，像是放大還是縮小的，像的正倒，填入表格。師：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，請(qǐng)同學(xué)們各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探究實(shí)驗(yàn)記錄表 透鏡焦距f(cm)實(shí)驗(yàn)次數(shù)像的大小像的正倒像的性質(zhì)（虛、實(shí)）物距u(cm)像距v(cm)物距與物距的關(guān)系5縮小倒立實(shí)像20.57.3uv5放大正立虛像4.5？10等大倒立實(shí)像20.719.8uv10縮小倒立實(shí)像30.515.8uv10縮

11、小倒立實(shí)像40.313.6uv10縮小倒立實(shí)像40.613.2uv10放大倒立實(shí)像15.830.8uv5等大倒立實(shí)像9.810.3uv510縮小倒立實(shí)像30.86.8uv511放大倒立實(shí)像8.315.4uv5分析論證師：公布兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中收集到的數(shù)據(jù)信息（實(shí)物投影）指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)討論思考得到了什么結(jié)論，是否證實(shí)了猜想和假設(shè)，并進(jìn)一步思考、歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。生：討論思考得出凸透鏡所成像的大小、倒正、虛實(shí)與物距有關(guān)，進(jìn)一步綜合、分析、歸納出：物體位于凸透鏡的2倍焦距處時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像；物體位于凸透鏡1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，成放大、倒立的實(shí)像；物體位于凸透鏡2倍焦距以外時(shí)，

12、成縮小、倒立的實(shí)像物體位于凸透鏡1倍焦距以內(nèi)時(shí)，成放大、正立的虛像；說明：通過讓學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選 擇實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)的知識(shí)獲得的過程，熟悉了科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的方法，加強(qiáng)了同學(xué)之間交流與合作，培養(yǎng)了學(xué)生交住與合作的能力。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析得到結(jié)論，這樣培養(yǎng)了學(xué)生的事實(shí)求是的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究的能力6、評(píng)估；距的小組進(jìn)行交流，看所得結(jié)論是否與自己的一致。生：組間交流、比較、歸納，舉手發(fā)言，作出評(píng)估。說明：培養(yǎng)評(píng)估能力、表達(dá)能力、交流合作能力。（四）、智能應(yīng)用1.拿一兩個(gè)凸透鏡試一試，怎樣可以測(cè)得凸透鏡的焦距2.透過一滴水看物體，物體會(huì)有什么變化？嘗試解釋觀察

13、到的現(xiàn)象。3在做“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)中，首先要在一條直線上依次放上蠟燭、_凸透鏡_、_光屏_，然后調(diào)節(jié)它們的_高度_，使它們的位置大致在同一_高度_。若凸透鏡的焦距為10cm，當(dāng)物體距透鏡15cm時(shí)，可以成一個(gè)_倒立_、_放大_的_實(shí)_像，當(dāng)物體距透鏡5cm時(shí)，可以成一個(gè)_正立_、_放大_的_虛_像。方法：由學(xué)生自主完成以上各題，教師邊巡視邊糾錯(cuò)。最后由老師讓各小組討論后給出正確結(jié)論。（五）診斷評(píng)價(jià)：1. 凸鏡、凹透鏡、凸透鏡和平面鏡中，能會(huì)聚太陽光的是_凸透 鏡。 2.將點(diǎn)燃的蠟燭沿凸透鏡的主軸，從大于二倍焦距處逐漸向透鏡移動(dòng)時(shí)，在光屏上可先觀察到_倒立_、_縮小_的實(shí)像，當(dāng)蠟燭移到距凸透鏡二倍焦距時(shí)可觀察到_倒立_、_等大_的實(shí)像，接著移動(dòng)蠟燭可觀察到_倒立_、_放大_的實(shí)像，最后在光屏上觀察不到像了，可在凸透鏡的另一側(cè)觀察到_放大_、_正立_的虛像3.一凸透鏡焦距10cm在凸透鏡前15cm處放一點(diǎn)燃的蠟燭則在光屏上成的像是（B ）A倒立縮小的實(shí)像 B倒立放大的實(shí)像C倒立等大的實(shí)像 D正立放大的虛像4.一束平行光線射到凸透鏡上，經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于透鏡的一側(cè)主光軸上距透鏡中心12cm的地方。若把點(diǎn)燃的蠟燭分別置于主光軸上距透鏡15cm和8cm處，兩次成的像（ A ） A 都是放大的像 B都是正立的像 C都是實(shí)像 D都是虛像5.如下圖所示