第六章常见的光学仪器第2节学生实验：探究--凸透镜成像教案（北师大版八下）

二、学生实验：探究——凸透镜成像1．理解凸透镜成像的规律。2．知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。3．学会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。1．通过分组实验体验科学探究的全过程。2．学习从物理现象、实验数据中归纳科学规律的方法。情感、态度与价值观1．通过探究性学习活动，获得成功的愉悦。2．养成学生积极主动地与他人交流、合作的学习习惯。3．养成对科学的求知欲，初步建立将科学技术应用于实际的意识。组织指导学生完成“探究凸透镜成像的规律”的实验。1．引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。2．利用凸透镜成像规律解释生活中的现象。光具座(或刻度尺)、凸透镜、光屏、蜡烛和火柴、投影仪、投影片等。新课引入【学生体验一】教师手持一张精美图片在教室中前后走动，学生用凸透镜观察图片，思考并回答：可以观察到什么性质的像，是在什么情况下观察到的？引入新课。【学生体验二】将焦距不同的凸透镜，竖立并排放置，分别通过两个凸透镜观察图片，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的，进而引发学生对“凸透镜的成像可能与透镜焦距有关”的猜想。通过以上体验活动，学生从中感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像。那么凸透镜成像到底有什么规律呢？引入新课。知识点一　实像和虚像观察：如图所示。提出问题：照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？交流讨论：各小组通过观察平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像进行思考交流归纳总结：1.平面镜成的像是反射光路的反向延长而相交所成的像，叫作虚像，不能用光屏承接，凸透镜成像和小孔成像由实际光路会聚而成的像，叫作实像，能用光屏承接。2．虚像和实像都能用眼睛直接观看，并且可以拍照 知识点二　实验探究：凸透镜成像规律讲解：认识物距(u)和像距(v)。物距(u)：物体到凸透镜的距离。像距(v)：像到凸透镜的距离。(一)提出问题：凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？学生：物距的大小影响成像情况。(二)猜想与假设聆听学生猜想，对学生的猜想做出评价(三)设计实验猜想的正确与否需要实验进行证明，下面我们共同设计实验，证明猜想是否正确。【实验器材】实验装置如图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。【引导思考】如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。【引导点拨】本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？请大家讨论并分析。1．如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？演示1：调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，并要求学生调节。2．如何找到像的位置？演示2：(1)点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像，确定像的位置，并要求学生找到像的位置。(2)移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像，并要求学生观察虚像。3．如何能更加方便的测出物距和像距？演示3：将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏，改变物距和像距。引导学生口算出物距、像距的大小。4．实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设计一个表格记录实验数据。指导：针对学生设计的实验记录表格进行删减和补充，并强调设计实验记录表格的注意事项：(1)实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。(2)实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。(四)进行实验与收集数据进行实验：下面请同学们调整蜡烛在光具座上的位置，使其位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。 成果展示：在学生实验结束后，实物投影展示部分小组的实验数据。收集数据：1.在实验过程中，像的正倒、大小、虚实有哪些不同？2．当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？将学生列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小输入电脑，通过大屏幕展示。(五)分析和论证物距(u)像距(v)正倒大小虚实物、像相对于透镜的位置关系u>2ff<v<2f倒立缩小实像物像异侧u＝2fv＝2f倒立等大实像物像异侧f<u<2fv>2f倒立放大实像物像异侧u＝f－－－－－u<fv>u正立放大虚像物像同侧用PPT课件播放凸透镜成像的Flash动画，模拟物距不同时的成像情况及凸透镜成像的动态变化规律。巧学妙记：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。(六)评估交流1．当u＝f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？学生：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光。还可测焦距。2．当u＝2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？学生：求焦距：成等大实像时，f＝u3．某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？学生：通过实验观察可知：仍能成完整的像，像变暗。4．某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？学生：通过实验观察可知：蜡烛向上移动。5．无论如何移动光屏均得不到像的原因：学生：(1)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。(2)物体在一倍焦距内或物体在焦点上。(3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。板书设计1．实像和虚像实像：能够呈现在光屏上的像叫作实像，也可以用眼睛直接观察。虚像：只能用眼睛观察，而不能在光屏上呈现的像叫作虚像。实像和虚像都能用肉眼直接观察和拍照。2．凸透镜成像规律物距(u)像距(v)成像性质物距和像距的关系物、像相对于透镜的位置关系 u>2ff<v<2f倒立缩小实像u>v物像异侧u＝2fv＝2f倒立等大实像u＝v物像异侧f<u<2fv>2f倒立放大实像u<v物像异侧u＝f－－－－－－u<fv>u正立放大虚像v>u物像同侧探究凸透镜成像是一节学生实验课，也是八年级实验教学的难点，本节课为了突破难点，分三课时进行讲解，第一课时让学生理解本实验中的名词，如一倍焦距、二倍焦距、物距、像距、实像、虚像等，然后指导学生认真完成实验，并做好记录。本课为第二课时，为了加强实验过程，应用直观的可拖动蜡烛的动画视频，由于上节课学生完成实验比较好，课前预想学生会很主动展示自己的实验过程，结果大多学生胆怯，使整堂课气氛过于死板，从而导致后面习题练习时间不足，下节课需再复习、抽查学生们对成像规律的掌握情况。