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科学探究:凸透镜成像

文件大小:0.33 MB 文件类型:.doc 运行环境:Win2003/XP/2000/9X 推荐等级:★★★★☆ 发布时间:2014-03-10 官方网址:http://jc.sstp.cn 下载次数:
课件介绍
【课    型】新授课  
【课    时】一课时
 
【教材分析】
    本节内容是光的折射知识的延伸,又是后两节课中眼睛、照相机、投影仪等学习内容的必备知识基础,对于后续知识的学习起到至关重要的作用,因此它在本章中占有重要地位。
课程标准对本节的要求是:“认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用;探究并知道凸透镜成像的规律;了解凸透镜成像规律的应用。”在本节课的学习中,不仅要了解凸透镜的成像规律,而且也初步了解实验——分析——归纳的科学探究方法,使学生经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析归纳、交流评估等学习活动,体验科学探究的全过程和方法,这对学生以后的探究学习活动可以起到很好的借鉴作用。
 
【学情分析】
八年级学生正处于物理的启蒙阶段,能够初步感受到物理的学习方法和探究思想,具备了一些实验操作、观察和分析归纳能力,但是学生有计划的实验、有目的的观察的能力还没有形成,而由观察到的现象提出问题并解决问题的能力还需要进一步提高。所以本节课的教学需要帮助学生明确探究目的,让学生经历设计实验、操作观察、记录数据、分析归纳的过程,通过正确的引导,使学生学会有目的操作和观察,并将观察的现象和数据记录出来,进行科学归纳。
 
【教学目标】
1.知识和技能:
(1)认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
(2)探究并知道凸透镜成像的规律;了解凸透镜成像规律的应用。
2.过程和方法:
(1)通过探究活动,体验科学探究的全过程。
(2)能在探究实践中初步获得设计实验的能力。
(3)学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3.情感、态度、价值观:
(1)具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和生活中的科学道理,勇于探究日常用品中的科学原理。
(2)乐于参与科学实践活动。
 
【教学重点】
探究凸透镜的成像规律。
 
【教学难点】
根据猜测设计研究凸透镜成像规律的实验;实验数据的分析;实像和虚像。
 
【教学器材】 
光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、直尺。
 
【教学过程】
一、新课教学
(一)凸透镜
播放视频:一名儿童在阳光下用凸透镜点燃火柴
出示各种凸透镜,让学生观察它们的形状。简单介绍主光轴、光心。
 师:你想知道为什么凸透镜能够把火柴点燃吗?
模拟实验:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点。
依据实验,引导学生了解凸透镜对光的会聚作用,以及什么是“焦点”和“焦距”。
师:视频中,火柴放在什么位置才最容易被点燃?
如果当时你也在场,你能借助一把刻度尺粗略测出凸透镜的焦距吗?应该怎样做?
明确学生手中凸透镜的焦距,为下阶段分析实验数据作好铺垫。
把模拟实验中的凸透镜换成凹透镜,让学生观察了解凹透镜对光的发散作用。
(二)凸透镜成像
 1. 创设情景
 教师手持凸透镜置于脸前让生观察,再让学生手持凸透镜在几米外观察老师。
 强烈的现象对比激发学生的好奇心和探索兴趣,让学生心中产生问题,并据此进行猜想,  体现了从生活走向物理的理念。
2. 提出问题,进行猜想
由学生观察到像的大小、倒正不同顺势提出:为什么成的像不同呢?你认为可能和什么因素有关?
尽量引导和鼓励学生能自己提出问题,绝大部分学生都认为和被观察物体到凸透镜的距离有关,也有学生感觉到和焦距可能也有关,对此给予鼓励,并使学生意识到应通过实验来对这一猜想进行研究。
3. 设计实验方案
师:能不能设计一个方案,利用桌面上的实验器材来研究这一问题呢?先请大家观察仪器,看看它们各有什么作用?
让学生观察、尝试使用并讨论,教师加以适度引导,让学生意识到以下方面:
① 凸透镜用来成像,蜡烛当被观察物体,像可以成在光屏上,它们可以放在光具座上,而且能移动位置,调节高度。
② 蜡烛点燃后火焰发光,成像会更加明亮,好观察。(确定观察对象为烛焰)
③ 光具座上有刻度尺,可以量出蜡烛及光屏到凸透镜的距离。(引入“物距”“像距”)
正确认识仪器的作用是设计实验方案的重要基础。
师:那大家具体打算怎样做呢?
学生讨论交流,师引导补充、优化实验方案……
先把蜡烛、凸透镜和光屏安放在光具座上,点燃蜡烛后改变位置,并观察像的大小、正倒情况,看看它们之间是否有联系。
师:为了便于操作和读数,建议大家将蜡烛、凸透镜和光屏从左向右依次安放;最好将凸透镜置于光具座中部某一位置固定后,先调节蜡烛位置,再移动光屏找像。
对像的虚实这一难点暂不涉及,留在后面适时突破。
师:作为分析研究问题的重要依据,实验中的现象及相关数据应及时记录,本实验中应记录哪些内容?
引导学生注意观察并记录像的大小、倒正及物距、像距。
养成学生及时记录实验现象的习惯是形成优良科学品质的重要一环。
4. 进行实验,收集证据
学生实验中可能会出现如下问题:(1)像不成在光屏中央;(2)在像还不清晰时就进行观察记录 ;(3)反映找不到正立的像。
对问题(1):大部分小组能自主或与其他组交流发后现原因并进行调整,部分同学需教师指导。
对问题(2):可找做得好的组演示:光屏未移动到位时像的模糊和移动到位时的清晰相对比,立刻就会使其他同学认识到最清晰时才是真正像的位置。
对问题(3):可提示:刚才是怎样观察到老师正立、放大的像的?进行适当引导,亦可指导其到别组“取经”。
以上问题之所以没在实验前先打“预防针”,而是让学生遇到问题后尽量自行解决,目的是为了锻炼学生自主探究、解决问题的能力,培养其合作交流、互学相长的意识。凡学生能解决的,教师就不要插手;如需点拨,也应“精”而“简”。
5. 分析论证
事先在黑板上画出如图1所示,凸透镜及主光轴(与光具座等长)和焦点,标出焦距。在主光轴下方贴一米尺,并备好红、绿、蓝三色粉笔。
师:有没有在光屏上得到缩小的像?它还有什么特点?(有意识的分类)
学生都能在光屏上找到缩小的像,当然都是倒立的。
自然的就将光屏上缩小的像和倒立的像归纳为一类。
师:那物距都是多少呢?
学生说出很多物距。
同时要求每组派一名同学拿绿笔,在图1主光轴上根据物距在相应位置处描点,表示蜡烛所在位置。
 同样,将光屏上放大、倒立的像归为一类,并用红笔描点。
师:从图上可以看出什么规律?
大量数据以不同颜色点的形式出现,并汇集到主光轴上,规律非常明显:红点、绿点都在焦点外侧,且各自连成一段,中间有明显分界。学生能够较容易说出。
师:分界点在距透镜多少厘米处?
这个距离和焦距有什么关系?
通过引导,使学生意识到这个分界点正好在二倍焦距处。
师在分界处描点并标出:2f.
师:大家有没有观察到正立的像?怎样观察到的?它还有什么特点?物距是多少?
请一名学生演示他是怎样观察的,说一说像的大小及倒正情况。
师:能不能成在光屏上?
生:……(学生感受强烈,因为费尽周折也没在光屏上找到正立的像)
师:我们把能成在光屏上的像称为实像,把不能成在光屏上的像称为虚像。现在大家知道为什么在光屏上找不到正立的像了吗?那物体在焦点之外时成的又是什么像呢?
学生回答……
在探究中有体验、有对比,对“实像”和“虚像”才能有理解、有突破。
同样把成正立、放大虚像的物体位置用蓝笔描点。如图2所示:
师:从图中可以明显的看到f和2f处两点将物距和成像情况分成了三类,你能全面概括一下凸透镜成像有什么规律吗?
生:……
引导学生的叙述尽量规范、条理和完整。有学生答出除基本规律之外的发现,予以表扬。
描点法可以将众多琐碎的信息联系在一起,变抽象为形象,显现出其内在规律,是一种重要的归纳方法,让学生来了解、学习和使用它对以后的探究活动是很有借鉴作用的。
6. 评估
师引领学生回顾实验中有没有需改进的地方,怎样会更好?
如用LED发光棒等物体代替烛焰,就可对物和像的尺寸进行测量,更加准确的比较大小。
7. 知能应用
简单介绍照相机、投影机、放大镜进行,让学生用刚才的实验器材模拟它们的工作原理。
再从物理走向社会。
(二)课堂小结
1.本节课,我们学到了哪些知识?
2.这些知识是怎样得到的?
3.回顾获取知识的过程,你有什么体会?
(三)自我评价
【自我评价】
1.为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶,这是由于雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个   镜,它对太阳光的    作用,可能会导致森林火灾。
  2.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
   (1)测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距为____cm.
   (2)将_______、________、________依次放在光具座上.点燃蜡烛后,调节它们的中心大致在________________________上.
   (3)当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、_______的实像。 
3. 在“研究凸透镜成像实验”中,物体在光屏上所成的像一定是(   )
   A.正立的像      B.缩小的像      C.放大的像        D.倒立的像
4.实验室里某凸透镜的焦距是8cm,把物体放在距该凸透镜10cm处,则物体通过该凸透镜成的像是(   )   
 A. 正立、缩小的实像            B. 倒立、放大的实像
 C. 正立、放大的虚像            D. 倒立、缩小的实像
5.把凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一物体放在此透镜的主光轴上距透镜30cm处,则在透镜的另一侧可得到一个(   )
   A. 倒立放大的实像   B. 倒立缩小的实像  C. 正立放大的虚像    D. 正立缩小的虚像
6.在探究“凸透镜成像的规律”时,把蜡烛放在凸透镜前30cm处,光屏上可接收到倒立缩小清晰的像. 则该凸透镜的焦距可能为 (   ) 
 A.10cm          B.15cm          C.20cm          D.30cm
【板书设计】
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