八年級物理全冊 第四章 第五節(jié) 科學探究:凸透鏡成像(第2課時 探究凸透鏡成像規(guī)律)教案 滬科版

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1、八年級物理全冊 第四章 第五節(jié) 科學探究:凸透鏡成像(第2課時 探究凸透鏡成像規(guī)律)教案 滬科版 【教學目標】 一、知識與技能 1.知道凸透鏡的成像規(guī)律. 2.知道凸透鏡成放大、縮小、實像和虛像的條件. 二、過程與方法 1.通過實驗培養(yǎng)學生的實驗操作能力和對實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)的初步分析能力. 2.初步培養(yǎng)學生對探究結(jié)果進行交流,評價的能力. 三、情感、態(tài)度和價值觀 1.通過研究凸透鏡成像的實驗,以及對其成像規(guī)律的分析有意識地滲透辯證唯物主義觀點. 2.通過探究活動,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生對科學的求知欲,使他們樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理,勇于探究日常生

2、活中的物理學規(guī)律. 3.注意培養(yǎng)學生參與觀察、試驗、制作的興趣. 【教學重點】實驗探究凸透鏡成像規(guī)律,讓學生知道科學探究中制定計劃與設計實驗的意義、方法. 【教學難點】讓學生知道科學探究中制定計劃與設計實驗的意義、方法. 【教具準備】光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴、燈泡、刻度尺、多媒體課件. 【教學課時】1課時 【鞏固復習】教師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容,并講解學生所做的課后作業(yè),加強學生對知識的鞏固. 【新課引入】 玩小水珠:把透明膠片放到課本上面,用手指在透明膠片上滴一個水珠,觀察小水珠下面的字. 揭秘“小水珠”并進行設問:你玩過這個游戲嗎?能介紹一下你以前是怎么玩

3、的嗎?還有別的玩法嗎? 師 我們現(xiàn)在用筆在紙上畫一個箭頭,就用我們的小水珠先離得近一些來觀察箭頭,然后逐漸離開,注意你在移動過程中,你看到的像發(fā)生怎樣的變化? 學生:一開始我看到正立的、放大的箭頭,后來我把小水珠向上移,看到箭頭變小了,而且是倒像. 師 其實小水珠相當于一個放大鏡,也就是凸透鏡,成放大的像,但凸透鏡總能成放大的像嗎? 學生:不是的. 【進行新課】 知識點1 凸透鏡可以成像 師 我們通過剛才的小游戲知道凸透鏡能成不同的像.有時成放大的像,有時成縮小的像,有時成倒立的像,有時成正立的像. 多媒體展示1:(教師通過圖講解,或利用多媒體動畫展示講解) 師 凸透鏡

4、能夠成像,是由于光的折射.如圖,離凸透鏡一倍焦距外的物體上某點射到凸透鏡上的一束光,我們可以利用其中兩條特殊光路來代表該束光的傳播路徑,第一條與主光軸平行的光線,通過凸透鏡后穿過焦點;第二條通過凸透鏡光心的光線,傳播方向不變,最后我們發(fā)現(xiàn)這兩條光線會聚于一點,即這束光線會聚于一點,通過凸透鏡的折射后得到了該點的實像點(由實際光線會聚而成的像點叫實像點). 多媒體展示2:(教師通過圖講解,或利用多媒體動畫展示講解) 師 我們知道凸透鏡對任何一束光都有會聚作用,但并不是任何一束光經(jīng)凸透鏡折射后都能會聚到一點.如圖,離凸透鏡一倍焦距內(nèi)的物體上某點射到凸透鏡上的一束光,我們可以利用其中三條特殊

5、光路來代表該束光的傳播路徑.第一條過凸透鏡焦點的光線,通過凸透鏡后與主光軸平行;第二條與主光軸平行的光線,通過凸透鏡后穿過焦點;第三條通過凸透鏡光心的光線,傳播方向不變,最后我們發(fā)現(xiàn)這三條光線不能會聚于一點,但人眼長期的視覺習慣覺得光沿直線傳播,逆著這束光看過去,覺得這束光好像是由點光源S射過來的,通過凸透鏡的折射后得到了物點的虛像點(由實際光線的反向延長線會聚而成的像點叫虛像點). 【課堂訓練】 完成練習冊中本課時對應課堂作業(yè)部分練習. 知識點2 凸透鏡成像的規(guī)律 (1)提出問題. 師 大家先進行分組實驗:用一凸透鏡在燈泡與墻壁之間移動,你們可觀察到什么? 學生動手實驗:用一凸

6、透鏡在燈泡與墻之間移動. 學生:可在墻上得到放大、縮小或等大的燈絲的像,也可能在墻上看不見像. 師 對于凸透鏡成像,你想知道什么?(或你想提出什么問題?) 學生甲:凸透鏡成像有何規(guī)律? 學生乙:物體與凸透鏡之間的距離是否就是影響凸透鏡成像情況的主要因素? (2)假設或猜想. 師 你們的猜想是什么? 學生甲:凸透鏡成像可能與物體到凸透鏡的距離有關. 學生乙:與焦距有關. 學生丙:與物距與像距的大小有關. 學生?。号c像距有關. (3)設計實驗. 師 怎樣驗證你們的猜想是否正確? 學生:實驗 師 很好,大家都想到了實驗,實驗是探究物理知識最基本的一種方法.你們準備設計一個

7、什么樣的實驗方案來證實你們的猜想是正確的? 學生:觀察光源和凸透鏡不同距離時成像的情況,以研究影響凸透鏡成像的因素. 演示實驗:教師出示兩個焦距相差較大的凸透鏡做一次簡單的演示,讓蠟燭與兩個凸透鏡距離相同,所成的像不同. 師 你們觀察到了什么現(xiàn)象. 學生:蠟燭到兩個凸透鏡的距離相同,所成像不同. 師 這個現(xiàn)象說明了什么? 學生:說明了物體通過凸透鏡成像情況不僅與物體到凸透鏡距離有關,還與凸透鏡的焦距有關. 師 下面向大家介紹一個專用的光學實驗器材——光具座.光具座上可以固定凸透鏡、光屏,放置蠟燭,還可以調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置和高度,并有刻度尺,可直接讀出蠟燭與凸透鏡,光屏與

8、凸透鏡的距離,使用方便. 教師邊介紹邊示范,并指出實驗時僅供選用. 師 實驗時需哪些器材? 學生:蠟燭、火柴、凸透鏡、光具座、白板 師 還需要知道什么數(shù)據(jù)? 學生:凸透鏡的焦距. 師 你想通過什么辦法得知凸透鏡的焦距? 學生甲:用實驗測得. 學生乙:查閱說明書. 學生丙:問老師. 師 你們想的這幾種方法都可以,不同組的桌面上的凸透鏡焦距不同,由于時間有限請你們查閱桌面上的說明書,弄清凸透鏡的焦距. 學生查閱并交流凸透鏡的焦距. 師 實驗時你們準備的蠟燭、凸透鏡、光具座和白板,它們起什么作用? 學生:凸透鏡用來成像,蠟燭作為物體,白板作為光屏,光具座起到支架作用,還可直

9、接讀出物距u和像距v. 師 請同學們分組討論,制定出實驗步驟,并寫在紙上準備全班交流. 學生:討論、制定實驗步驟. 師 下面請同學們打開課本P72,注意觀察表格中的各個項目,做到對實驗中要測量的數(shù)據(jù)、觀察的現(xiàn)象心中有數(shù).實驗中還需要注意幾點,現(xiàn)在請同學們看投影. 教師調(diào)節(jié)實物投影,演示實驗中的注意事項,邊演示邊講解. 教師引導學生設計實驗方案: ①把透鏡放在光具座標尺中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置. ②點燃蠟燭,調(diào)整它們的高度,使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.(注意:此操作的目的是使燭焰通過凸透鏡所得的像呈現(xiàn)在光屏中央,便于觀

10、察與比較像與物體的關系. ③把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置上,調(diào)整光屏到透鏡的距離,使燭焰在光屏上成一個清晰的像,觀察像的大小、正倒,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離.把數(shù)據(jù)記錄成表. ④繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近,調(diào)整光屏到透鏡的距離,使燭焰在光屏上成一個清晰的像,觀察像的變化是放大還是縮小,是正立還是倒立,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離,將數(shù)據(jù)記錄成表. ⑤當蠟燭移到一定位置上時,光屏上不能成像,用眼睛直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像,把蠟燭與凸透鏡的距離、像與凸透鏡的距離、像的大小、像的正倒,填入表格. (4)進行實驗. 師好,我們來比一比,哪個小組做得最快、最好,注意分工合

11、作. 學生分組實驗探究,教師巡回檢查,答題,指導.表揚做得快,做得好的學生,同時也鼓勵做得慢和做錯的學生,對不會做的個別學生當場指導. (5)分析論證. 師 現(xiàn)在同學們完成了實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù),結(jié)合前面的猜想,你們得到什么結(jié)論?分組討論后回答. 教師投影一組較標準數(shù)據(jù),讓學生討論. 教師總結(jié)并板書. 板書:凸透鏡成像規(guī)律 當物體位于凸透鏡兩倍焦距之外時,成縮小、倒立的實像. 當物體位于凸透鏡兩倍焦距處時,成等大、倒立的實像. 當物體位于凸透鏡焦距與兩倍焦距之間時,成放大,倒立的實像. 當物體位于凸透鏡的焦距處時,不能成像. 當物體位于凸透鏡的焦距以內(nèi)時,成放大、正立的虛像

12、. (6)交流評估. 老師引導學生對實驗中應該注意哪些問題進行交流,并進一步認識實像和虛像.(多媒體展示) 例題 在探究凸透鏡成像規(guī)律時,小捷用了9個紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源,實驗裝置如圖所示: (1)為了確定凸透鏡的焦距,小捷將凸透鏡正對太陽光,再把光屏放在另一側(cè),改變凸透鏡與光屏的距離,直到光屏上出現(xiàn)一個 (填“亮點”或“亮環(huán)”)為止,測得它與凸透鏡中心的距離為10cm,確定出焦距f= (填“5cm”或“10cm”). (2)凸透鏡固定在光具座的零刻度線上,小捷將光源移至光具座30cm處后,再移動光屏,至如圖

13、所示位置,光屏上會出現(xiàn)清晰 (填“放大”、“縮小”或“等大”)的實像;如果她將光源再遠離凸透鏡一些,這時光屏應向 (填“左”或“右”)移動,以獲得清晰的實像. (3)如果將光源移至7cm處,凸透鏡此時成的是放大的 (填“虛像”或“實像”). 解析:(1)平行光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于焦點,利用這個原理常用來測量凸透鏡的焦距,在操作時注意使光斑最小、最亮.(2)當物距u=30cm時,u>2f,成的是倒立、縮小的實像;當光源遠離凸透鏡時,物距變大,則像距變小,像變小,所以應將光屏向左移動,靠近凸透鏡.(3)當u=7cm時,物距小于焦距,此時成的是正立、放大的虛像

14、. 答案:(1)亮點 10cm (2)縮小 左 (3)虛像 【課堂訓練】 完成練習冊中本課時對應課堂作業(yè)部分練習. 【課堂小結(jié)】 同學們,今天這節(jié)課我們通過實驗探究了凸透鏡在不同條件下成像的規(guī)律以及凸透鏡成像規(guī)律的實驗中出現(xiàn)的狀況.這節(jié)課的知識還需要大家多聯(lián)系實際理解運用.好,這節(jié)課就學到這,謝謝! 【課后作業(yè)】 完成練習冊中本課時對應課后作業(yè)部分練習. 1.本課以探究凸透鏡成像情況與物距關系有關為主線,安排了學生“提出問題、猜想、設計實驗、進行實驗、分析與結(jié)論”等教學過程,讓學生經(jīng)歷產(chǎn)生興趣、發(fā)現(xiàn)問題、激發(fā)矛盾、進一步解決問題的過程.很好地體現(xiàn)了讓學生在體驗知識的形成、發(fā)展過程中,主動獲取知識的精神. 2.本節(jié)的難點是學生對實驗數(shù)據(jù)的分析和論證.特別是凸透鏡成實像時,動態(tài)規(guī)律:“物近像遠、大,物遠像近、小”,這可以用多媒體動畫演示凸透鏡成像,從而讓學生自己找到其中的規(guī)律.

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