1、第二节探究：凸透镜成像的规律1物理观念：(1)探究并知道凸透镜成像的规律。(2)学习分析实验数据，归纳出结论。2科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。3科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。4科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。1实验探究凸透镜成像规律。2让学生知道科学探究中设计实验与制订计划的意义、方法。焦距相差较大的两组凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。一、复习提问1透镜有几种？分别叫什么？它们对光线有什么作用？2什么叫凸透镜的焦点、
2、焦距？二、科学探究1提出问题。师：大家先进行分组实验：用一凸透镜在点燃的蜡烛与墙壁之间移动，你们可观察到什么？学生动手实验：用一凸透镜在点燃的蜡烛与墙壁之间移动。生甲：可在墙壁上得到放大、缩小或等大的烛焰的像，也可能在墙壁上看不见像。生乙：可在墙壁上得到倒立的像。师：对于凸透镜成像，你想知道什么(或你想提出什么问题)?生甲：凸透镜成像有何规律？生乙：物体与凸透镜之间的距离是否就是影响凸透镜成像情况的主要因素？2假设或猜想。师：你们的猜想是什么？生甲：凸透镜成像可能与物体到凸透镜的距离有关。生乙：与焦距有关。生丙：与物距、像距的大小有关。生丁：与像距有关。3设计实验。师：怎样验证你们的猜想是否正
3、确？生：做实验。师：很好，大家都想到了实验，实验是探究物理知识最基本的一种方法。你们准备设计一个什么样的实验方案来证实你们的猜想是正确的？生甲：观察光源到同一个凸透镜不同距离时成像的情况。生乙：观察光源到不同凸透镜相同距离时成像的情况。演示实验：教师出示两个焦距相差较大的凸透镜，做一次简单的演示，让点燃的蜡烛到两个凸透镜的距离相同，所成的像不同。师：你们观察到了什么现象？生：烛焰到两个凸透镜的距离相同，所成像不同。师：这个现象说明了什么？生：说明了物体通过凸透镜成像的情况不仅与物体到凸透镜距离有关，还与凸透镜的焦距有关。师：下面向大家介绍一个专用的光学实验器材光具座。光具座上不仅可以固定凸透镜
4、、光屏、蜡烛，还可以调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置和高度，并带有刻度尺，可直接读出蜡烛到凸透镜、光屏到凸透镜的距离，使用方便。教师边介绍边示范，并指出实验时仅供选用。师：实验时需哪些器材？生：蜡烛、火柴、凸透镜、光具座、光屏。师：还需要知道什么数据？生：凸透镜的焦距。师：你想通过什么办法得知凸透镜的焦距？生甲：用实验测得。生乙：查阅说明书。生丙：问老师。师：你们想的这几种方法都可以，不同组的桌面上的凸透镜焦距不同，由于时间有限，请你们查阅桌面上的说明书，弄清凸透镜的焦距。学生查阅并交流凸透镜的焦距。师：实验时桌面上的蜡烛、凸透镜、光具座和光屏，它们起什么作用？生：凸透镜用来成像，点燃的蜡烛作为光
5、源，光屏用来承接物像，光具座起到支架作用，还可以直接读出物距u和像距v。师：下面请同学们打开课本P91，注意观察表格中的各个项目，做到对实验中要测量的数据及观察的现象心中有数。由表格可知，有6行空格，说明我们要取6次实验数据。另外，实验中还需要注意几点，现在请同学们看投影。教师调节实物投影，演示实验中的注意事项，边演示边讲解。师：同学们面向光具座上的刻度尺，从左至右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，因为我们观察的是烛焰的像，这样才能在光屏中央得到完整的像。第一次实验先把蜡烛移到离凸透镜尽量远的位置，使它们底座上的红线对准整数刻度，如使它们之间的
6、距离为30 cm，定好物距后，只能移动光屏找烛焰的像。这时观察光屏，轮廓模糊的不是真正的像，当找到清晰的像时，记下像的大小、倒正、虚实及物距、像距，填入表格第一空行。第二次实验缩短蜡烛到透镜的距离，如25 cm，再移动光屏找烛焰的像，记录数据，总共改变物距6次，最后一定要让蜡烛离凸透镜较近，在光屏上找不到像为止。此时请同学们将光屏拿掉，用眼睛透过凸透镜观察烛焰的像，将观察到的像的情况填入表格。现在同学们对实验的目的和方法、步骤清楚了吗？生：清楚了。师：请同学们分组讨论，制订出实验步骤，并写在纸上准备全班交流。生：讨论、制订实验步骤。师：请第5小组的同学向全班同学交流你们的实验步骤。我们小组制订
7、的实验步骤如下：生：(1)用查资料法获得凸透镜的焦距。(2)认识光具座，将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏顺序放置，调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。(3)将蜡烛分别放在离凸透镜30 cm、25 cm、15 cm、12 cm、8 cm、3 cm处，移动光屏，使光屏上烛焰的像最亮、最清晰，观察像的大小、倒正、虚实，读出物距、像距并记入表格。如果蜡烛离凸透镜较近，移动光屏承接不到像，可拿掉光屏，眼睛透过凸透镜观察像的大小、倒正、虚实，记下物距。(4)将以上实验重复一遍。以上实验步骤是在教师补充、完善的基础上用字幕打出。4进行实验。师：好，我们来比一比，哪个小组做得最快、最好，注
8、意分工合作。学生分组进行实验探究，教师巡回检查、答疑、指导。表扬做得快、做得好的学生，同时也鼓励做得慢和做错的学生，对不会做的个别学生当场指导。5分析论证。师：现在同学们完成了实验，根据实验数据，结合前面的猜想，你们得到什么结论？分组讨论后回答。教师投影一组较标准数据，让学生讨论。生甲：我们组得到的结论是凸透镜所成像的大小、倒正、虚实与物距有关，因为我们每次实验前都先改变物距，再找烛焰的像，物距不同，像也不同，像距也不同。师：说得很好。证实我们的第一个猜想是正确的，同时可推翻第四个猜想，因为像距也是由物距决定的。生乙：我们组认为与物距和像距的大小关系有关。当物距大于像距时，成倒立、缩小的像；当
9、物距小于像距时，成倒立、放大的像。师：同学们总结得很好，说明同学们不仅认真做实验，还动脑筋思考了，这是非常好的一种学习方法，如果养成习惯，相信同学们会越学越好。如果我们投影的过程中使用的凸透镜的焦距是10 cm，请同学们再仔细观察投影的数据，凸透镜成像具体还有哪些规律？再讨论一下。提示：物体到凸透镜的距离用凸透镜的焦距来表示。师：请第6小组的代表向全班同学交流你们的讨论结果。生：当物体位于凸透镜2倍焦距之外时，成缩小、倒立的(实)像。当物体位于凸透镜2倍焦距处时，成等大、倒立的(实)像。当物体位于凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间时，成放大、倒立的(实)像。当物体位于凸透镜的1倍焦距以内时，成放大、
10、正立的(虚)像。教师应给予启发，帮助学生归纳总结并将该结论投影在屏幕上。括号内留着待全面补充是实像还是虚像。6交流与评估。教师投影两组不太理想的数据，让学生评估。师：请同学们观察投影的数据，哪个数据有问题？为什么会这样？生甲：第4组的物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成的像是缩小的，可能读数错误。生乙：可能蜡烛烧短了，在光屏上没得到完整的像。师：请同学们回忆一下，在实验中当蜡烛离凸透镜很近时，为什么在光屏上找不到像，而看到的是一块模糊的光斑？生：因为光线没有在光屏上会聚。师：回答得很好，平面镜成像，像是怎么形成的？是实像还是虚像？生：是由反射光线的反向延长线会聚而成的，是虚像。师：对，虚像不是实际
11、光线会聚而成的。当蜡烛离凸透镜很近时，烛焰射向凸透镜的光线经凸透镜折射后，在光屏上不能会聚，其折射光线的反向延长线在物体同侧会聚而成，所以是虚像。我们只能透过凸透镜，逆着折射光线看过去，才能观察到，所以不能用光屏承接的是虚像，能用光屏承接的是实像。师：请大家阅读P92“迷你实验室”，并尝试自制简易照相机(如图)。具体步骤可参考如下方案：用硬纸板做两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动。在大的纸筒前面固定一个凸透镜，在小的纸筒前面固定一个半透明薄膜作为屏幕，把纸筒有屏幕的一端朝里，套入较大的纸筒，就制成了模型照相机。以小组为单位，调试模型照相机，步骤：(1)镜头对准窗外远处
12、景物，调节相机，直到在半透明薄膜上得到一清晰的像，观察像的特点。(2)探究：从拍摄远处景物到近处景物，应如何调节凸透镜到半透明薄膜之间的距离，薄膜上的像如何改变？(注：此处只重过程方法，不重结论)三、课堂归纳小结师：通过这节课的科学探究，你们有什么收获？学到了什么？有什么体会？生甲：我学到了凸透镜成像规律。生乙：我知道了实像和虚像的区别。生丙：我在探究凸透镜成像规律中学到了科学探究的过程和方法。第二节探究：凸透镜成像的规律1凸透镜成像的规律。物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像；物体位于2倍焦距处时，成等大、倒立的实像；物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像；物体位于1倍焦距处时，不能成像；物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。2.本节课的内容一向是学生学习的难点，通常在教这部分内容时，我往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律，学生再来验证一遍。虽然学生在实验时都能在光屏上找到像，但只是依样画葫芦，结果对于物距、像距、焦距，有些学生还是弄不清楚，对于规律也是记不牢，且容易忘。根据新课本注重探究，让学生在学习过程中主动获取知识的精神，我安排了提出问题、假设或猜想、设计实验探究、进行实验、分析论证、交流与评估等几个过程，并在得到初步结论时，及时用作图法帮助学生理解记忆凸透镜成像的规律。同学们的学习效果很好。
