w45探究凸透镜成像规律

1、探究凸透镜成像规律一、教学冃标1、通过实验感受凸透镜成像的多样性，认识凸透镜成像性质只与凸透镜的焦距与物距 有关，通过对实验数据的记录、分析、推理，归纳得出凸透镜成像的性质与物距的定性关系。2、在探究“凸透镜成像的规律”的过程中，体验科学探究的过程和方法。3、培养在实验中提出问题和从物理现彖中归纳、推理得出科学规律的初步能力。4、使学生初步养成认真负责、实事求是的科学态度和相互交流、合作的良好习惯。二、教学重点、难点重点探究凸透镜成像规律的实验过程。难点在探究成像规律的过程中，像与物所在范围的确定。三、实验教学內容（实验图见右图）一探凸透镜成像的初况，初步感受凸透镜成 像的多样性，并学会“探究

2、凸透镜成像的规律” 实验的操作技能（包括虚像的观察方法）。二探透镜成像性质的影响因素，认识凸透镜 成像的性质与凸透镜的焦距与物距有关，为进一步探究物距对成像性质的影响，及物距与焦距的比较埋下伏笔。三探不同物距条件下像的变化，通过数据分析寻求成实像和虚像、放人实像和缩小实像 的物距条件，进而认识到一倍焦距和二倍焦距处的分界作用。四探一倍焦距处和二倍焦距处的成像性质，再通过成放人实像和放人虚像的的条件分析 蜡烛放在一倍焦距处时所出现的似乎与理论不符的特殊现彖。四、教学设计思路探究透镜成像规律历来是教学的难点。学生往往不知道为什么要以一倍焦距、二倍焦距为分界点，为什么要把物距分成三段來分析，大多的学

3、生只是机械记忆，而不能用动态变化规律来解决问题。在教学中只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能 激发学习的欲望，加深对知识的理解。木节课我一开始就让让学生探究凸透镜成像的初况，初步感受凸透镜成像的多样性，并 学会“探究透镜成像的规律”实验的操作技能（包括虚像的观察方法）。二探透镜成像性 质的影响因素，认识凸透镜成像的性质与凸透镜的焦距与物距有关，为进一步探究物距对成 像性质的影响，及物距与焦距的比较埋下伏笔。三探不同物距条件下像的变化，通过数据分 析寻求成实像和虚像、放大实像和缩小实像的物距条件，进阳认识到一倍焦距和二倍焦距处 的分界作用。在三探的基础上教师引导学生推测一倍焦距处和

4、二倍焦距处的成像性质，再通 过实验观察验证推测两倍焦距处成像的猜想。m个探究环环相扌ii,步步深入，逐步生成，学 生始终处在激烈的认知冲突中。在整个探究过程中学生经历了提出问题、作出假设、制定计 划、动手实验、搜集数据和分析数据等探究过程。山于整个实验活动所需的吋间很长，为了 既能在一节课內完成整个教学内容，又让学生体验到合作交流在科学探究中的作用。在三探 中我采取了三排学生分别进行三到四组的实验，并共享数据的方法解决了这一矛盾。为突破“像与物所在范围确定”的难点，我采用了先分析物距的数据范i韦i,再与焦距相 比较的方法。由于不能精确地比较蜡烛像和蜡烛的大小，因此学生比较难以直接通过观察发 现

5、等大的实像，因此我采用先通过对己有的放大实像和缩小实像的物距条件分析来进行推 理，最后通过实验检验的方法来解决。对焦点处的成像情况，在实验的过程中，很难把握一 倍焦距的准确位置，月蜡烛具冇一定的直径，不同部分的物距并不相同，离凸透镜较远的部 分物距人于焦距，而离凸透镜较近的部分物距又小于焦距，所以学生仍能观察到蜡烛的像, 有的学住还同时观察到了实像和虚像。于是我讣学牛先通过对实像和虚像的分析推测结果物 体处于焦点处的成像情况，再让学纶通过实验观察，发现现象与推测之间的才盾，通过实验 生成新的问题，再在老师的启发下口主的解决困惑，进一步认识成实像和虚像的物距条件。在整个教学屮，始终以问题带动学牛

6、的探究活动，在步步深入，逐步牛成的问题使学牛 始终处在激烈的认知冲突中。学生带着问题积极主动的交流、合作与探究，学生的主动性得 到了充分的发挥。五、实验教学过程1、复习提问，提出课题：（1）同学们回忆一下，物体通过小孔成的像和通过平而镜成的像各有什么特点？你是 如何判断它们是实像还是虚像的？（2）那么，物体通过凸透镜成的像有怎样的特点呢？今天我们一起来探究笫四章的第 三节探究凸透镜的成像规律。2、初探凸透镜的成像规律：（1）器材介绍、安装与调节：同学们桌上有这样四种器材：光具座、蜡烛、两个焦距 不同的凸透镜（其中一个焦距为5cm, 个焦距为10cm）、光屏；为了实像能够成在光屏的 中央，在实验

7、之/前，请同学们根据老师的示范方法先把蜡烛、凸透镜、光屏安放在光具座上, 然后点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心和光屏的中心处在凸透镜的主光轴（2）学生自主合作与探究请同学们边思考，边探究这样的问题：%1 你能讣蜡烛通过凸透镜成像成在光屏上吗？%1 当物距（物体与凸透镜的距离）确定后，如何才能使光屏上的像最清晰？%1 你认为光屏上的像上实像述是虚像？你判断的依据是什么？%1 现在你的光屏上的像的大小和物体的大小冇怎样的关系？像是正立还是倒立的？%1 你能否改变像的人小，你是如何调节的？%1 同学们在实验中有没有发现止立的像？你是如何观察到的？（提示学生回忆用凸透镜 观察课本上的字的

8、情境）（3）师生共同归纳总结:%1 蜡烛通过透镜在光屏上可以可以成放大的像、也可成缩小的像。%1 当蜡烛距凸透镜较近时，从光屏一侧透过凸透锐可以看到在蜡烛的同一侧有一个正立 放大的虚像，3、二探凸透镜的成像规律提出问题：凸透镜成像是这样的丰富，那么，凸透镜成像的性质，即像的大小、倒 正、虚实与哪些因素冇关呢？（2）猜想与假设：猜想1：跟物体与凸透镜z间的距离有关猜想2：跟凸透镜的焦距有关猜想3：跟光屏与凸透镜的距离有关猜想4：与凸透镜的大小冇关（3）设计并进行实验对四个猜想，分别山学牛通过实验或现象的观察，來加以判断。对猜想1,可以由学生直接通过实验加以确认对猜想2,可以由学生通过换川不同焦距

9、的透镜进行实验，來加以判断。对猜想3,用控制变最的方法，保持物体与凸透镜的位置不变，移动光屏，看像的变化情况。（预测：前后移动光屏，像变模糊了，只有光屏放在原位宜，光屏上的像才是最清晰 的。教师启发：这说明在其他位置有没有烛焰的清晰的像呢？也就是说物体和凸透镜保持不 变，像的位置也就确定了，光屏的位置不能决定成像悄况。对猜想4, nj计学生用纸或手遮住凸透镜的一部分，学生会发现像的亮度变暗了，其他 不变。说明透镜所成像的性质与光屏和凸透镜的距离启无关系？（4）分析论证得出结论通过实验表明，透镜所成像的大小与透镜的焦距和物体到透镜的距离有关，与透镜的人 小及光屏到透镜的距离无关。（这样学生就会口

10、然而然地联系到像的性质取决丁物距与焦距 之间的大小关系）4、三探凸透镜的成像规律：教师：通过刚/的探究，我们已知透镜所成像的性质只与透镜的焦距和物体到透镜的距 离有关。当凸透镜焦距不变时，物距变化对成像有何影响呢？（1）、信息快递：介绍物距、像距及物距和像距的符号及测量方法。（2）、进行实验，收集证据：要求学生物距从30cm开始，由大到小（或由小到大）变 化。待物距确定以后，再前后移动光屏，氏到光屏上的像最清晰为止。要求同学们，物距每 减小2.5cm,做一次实验记录，把像的特点、实像的像距记录于表格屮。当前后移动光屏，始 终不能在光屏上成像时，可取下光屏，从光屏这一侧，透过凸透镜观察蜡烛这一侧

11、是否有蜡 烛的像？像的大小和正倒情况怎样？把光屏放在所成像的位置，直接到光屏处观察，看光屏 上是否仍然可以看到蜡烛的像？正说明，此时蜡烛的像是实像还是虚像？由于时间的限制, 给同学们分一下工，从前往后数第三、第四排同学重点探究1到4组实验，第二排重点探究 6到8组实验，第一排做10到12组实验。数据采集及现象记录表:实验次数物距u/cni成像性质实像像距v/cm倒立还是正立放大还是缩小实像还是虚像130.0227.5325.0422.5520.0617.5715.0812.5910.01()7.5115.0122.5（3）分析论证：教师纟r织学生对已有的十纟r数据分析，总结得出以下规律：%1

12、实像都是（倒立/正立）的，虚像总是（倒立/正立）（放人/缩小）的。%1 分析成实像和虚像的物距区间物距 （填“人于”或“小于”）cml寸成的像都是虚像；（答案：小于10cm）物距 （填“大于”或“小于”）cm_时成的都是实像。（答案：大于10cm）物距等于cm时，将不能成像。%1 分析成放大倒立实像和缩小倒立实像的物距区间物距在区间时成倒立缩小的实像；（答案：人于20cm）物距在 区间时成倒立放大的实像。（答案：大于10cm,小于,20cm）（2）把收集的成像情况的物距范围与焦距比较，你可以得出的结论是什么？当物距焦距时，成倒立缩小的实像。（答案:人于两倍焦距）当物距焦距时，成倒立放大的实像。

13、（答案：大于一两倍焦距，小于两倍焦距）当物距焦距时，成正立放人的虚像。（答案:小于一倍焦距）（3）通过进-步分析可知：当物距焦距吋，成倒立实像；当物距焦距吋，成正立放大的虚像；因此， 处是物体成实像和虚像的分界点。成实像时，当物距焦距时，成倒立放大的实像；当物距焦距时，成缩小倒立的实像。【天1此，处是物体成放人实像和缩小实像的的分界点。5、四探凸透镜成像规律教师：通过刚才的分析，同学们能否推测一下，物距等于两倍焦距时与物距等于一倍焦 距时的两种悄况f,物体的成像性质呢?学生：等大倒立的像及不成像。下面我们动手验证一下。学生实验，在实验的过程屮，同学们发现，当物距等于两倍焦距时，物体成了一个等人

14、 倒立的像，这与猜想完全相符。而在物距等于焦距时，不仅光屏上发现一个很大的像，而且 透过透镜在蜡烛这一侧乂发现了正立放大的虚像。教师提问，引发认知冲突：在物距等于焦距时，不仅光屏上发现一个很大的像，而几透 过透镜在蜡烛这一侧又发现了止立放大的虚像。为什么冇这种现彖呢？学生交流讨论。教师启发：同学们思考一下，贴烛火焰的不同位置到透镜的距离是否相等？同学们通过交流：发现蜡烛中心处于焦点时，各点距离透镜的距离不同，一部分距离凸 透镜的距离大于焦距，而小于两倍焦距，因此，成了一倒立放大的像，一部分处于一倍焦距 以内，成了一个止立放大的虚像。如果蜡烛的肓径足够的小，蜡烛放在透镜的-倍焦距处，将不能成像。

15、6、总结探究结果：凸透镜成各种像的条件，并一倍焦距与二倍焦距点的特殊意义。六、说明:本课学生经历四个分组探究活动，一探凸透镜成像的初况，初步感受凸透镜成像的多样 性，并学会“探究凸透镜成像的规律”实验的操作技能。二探透镜成像性质的影响因素，认 识凸透镜成像的性质与凸透镜的焦距与物距冇关，为进一步探究物距对成像性质的影响，及 物距与焦距的比较埋下伏笔。三探不同物距条件下像的变化，通过数据分析寻求成实像和虚 像、放大实像和缩小实像的物距条件，进而认识到一倍焦距和二倍焦距处的分界作用。在三 探的基础上教师引导学生推测一倍焦距处和二倍焦距处的成像性质，再通过实验观察验证推 测两倍焦距处成像的猜想。四个探究环环相扣，步步深入，逐步生成，学生始终处在激烈的 认知冲突中。在整个探究过程中学生经历了提出问题、作出假设、制定计划、动手实验、搜 集数据和分析数据筹探究过程。为突破“像与物所在范围确定”的难点，我采用了先分析物距的数据范囤，再与焦距相 比鮫的方法。由于不能和确地比较蜡烛像和蜡烛的大小，因此学生比较难以直接通过观察发 现等大的实像，因此我采川先通过对已冇的放大实像和缩小实像的物距条件分析來进行推