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教
學(xué)
目
標(biāo) |
1．理解凸透鏡的成像條件。
2．知道當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時，像距、像的大小隨物距變化的定性關(guān)系。
3．通過探究活動，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程和方法。
4．學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
5．具有對科學(xué)的求知欲，樂于探索日常生活中的物理學(xué)道理和原理。 |
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實(shí)驗(yàn)器材 |
光具座、光具座附件、蠟燭、火柴、計(jì)算機(jī)、凸透鏡成像原理的課件。 |
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重點(diǎn) |
探索凸透鏡成像規(guī)律的過程。 |
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難點(diǎn) |
理解凸透鏡成像的變化規(guī)律。 |
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程序 |
教師活動 |
學(xué)生活動 |
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導(dǎo)
入 |
引導(dǎo)語：
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了生活中的照相機(jī)、投影儀、電影機(jī)、放大鏡等成像元件都是凸透鏡。但是，通過照相機(jī)所成的像是縮小的，通過投影儀所成的像是放大的。那么，在什么情況下，通過凸透鏡能成縮小的像？什么情況下成放大的像呢？ |
聯(lián)系自己的生活經(jīng)驗(yàn)思考老師提出的問題。 |
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猜
想 |
投影儀是我們比較熟悉的光學(xué)儀器，大家仔細(xì)想一想，要想讓屏幕上的圖像大一些，應(yīng)怎樣調(diào)整？
大家可以討論討論，也可以到前面來試試。實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)嘛！
大家討論得很熱鬧，誰愿意將自己的想法和大家交流一下。 |
同學(xué)認(rèn)真回憶著投影儀的使用情況。并逐漸形成幾個同學(xué)間的討論。
有同學(xué)到前面來用投影儀做實(shí)驗(yàn)。
同學(xué)紛紛將自己的想法與其它同學(xué)交流。
可能的猜想：
與物體到透鏡距離有關(guān)；與屏幕到透鏡距離有關(guān)；與物體和像是否在透鏡的兩側(cè)有關(guān)…… |
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明
確
任
務(wù)
制
定
計(jì)
劃 |
大家說的都很好，但是否正確還需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
我們?yōu)槊拷M提供了專門用來研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)器材──光距座及其附件，并在每組的計(jì)算機(jī)中安裝了研究凸透鏡成像所用的課件。大家可以任選其一或共同來探究凸透鏡的成像條件。
提示：
我們事先為同學(xué)們準(zhǔn)備了探究方案，同學(xué)們可以參照，也可以自己制定實(shí)驗(yàn)方案。
小組同學(xué)間注意分工合作。
物距（u）表示物體到透鏡的距離；像距（v）表是像到透鏡的距離。 |
有的小組參照學(xué)案制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，有的小組討論分工并準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材。 |
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實(shí)驗(yàn)探究 |
教師巡回指導(dǎo) |
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并記錄 |
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展示
分析數(shù)據(jù) |
各組的實(shí)驗(yàn)基本完成了，那個組愿意將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來與同學(xué)共享；并闡述你們的到的初步結(jié)論。 |
以組為單位，利用實(shí)物投影展示自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并闡述通過實(shí)驗(yàn)所得到的初步結(jié)論。 |
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師
生
總
結(jié)
結(jié)
論 |
將每次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，得到這樣的結(jié)論：
當(dāng)物體與凸透鏡的距離（物距）大于透鏡的二倍焦距時，成倒立的放大的實(shí)像；
當(dāng)物體與凸透鏡的距離（物距）小于透鏡的二倍焦距，但大于焦距時，成倒立的縮小的實(shí)像；
當(dāng)物體與凸透鏡的距離（物距）小于透鏡的焦距時，成正立的放大的虛像； |
與教師一起總結(jié)結(jié)論。
并根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)體會、理解結(jié)論內(nèi)容。 |
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師
生
總
結(jié)
結(jié)
論 |
進(jìn)一步研究表明：焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。另外，二倍焦距點(diǎn)是成放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)。
通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)我們不難發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：
當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，物距在不斷減小，像和像距都在逐漸變大；
當(dāng)物體從較近處遠(yuǎn)離透鏡時，物距在不斷增大，像和像距都在逐漸減小。 |
與教師一起總結(jié)結(jié)論。
并根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)體會、理解結(jié)論內(nèi)容。 |
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引
導(dǎo)
深
入
研
究 |
提出討論問題：
1．在成虛像和實(shí)像的情況下，輕輕吹蠟燭的火焰，使它像一側(cè)偏斜，觀察火焰的偏斜情況。
2．如果我們用不同焦距的凸透鏡，實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論是否相同？ |
利用實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探究 |
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作
業(yè) |
記憶并理解凸透鏡成像規(guī)律。
輕松聯(lián)系：目標(biāo)教學(xué)中的聯(lián)系題。
預(yù)習(xí)下一節(jié)內(nèi)容。 |
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探究凸透鏡的成像規(guī)律（學(xué)案）
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．通過探究活動，理解凸透鏡成像的規(guī)律。
2．通過探究活動，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法。
3．通過探究活動，學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
二、實(shí)驗(yàn)探究過程
任務(wù)1：按圖1所示順序?qū)⑵叫泄庠?、凸透鏡、光屏安裝在光具座上，使他們的中心在同一直線之上。
任務(wù)2：利用平行光源粗測凸透鏡的焦距，并在“光具座”上標(biāo)出透鏡中心、透鏡的焦點(diǎn)和二倍焦點(diǎn)所在位置。
指導(dǎo)與提示：移動光屏位置，直到光屏上的亮斑最小為止，測出光屏到透鏡中心的距離即為該透鏡的焦距。
任務(wù)3：如圖2所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡二倍焦距之外，同時移動光屏直至在光屏上成最清晰的像。將像的位置和觀察到的像的性質(zhì)填入表一中。
任務(wù)4：如圖3所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡二倍焦距上，同時移動光屏直至在光屏上成最清晰的像。將像的位置和觀察到的像的性質(zhì)填入表一中。
任務(wù)5：如圖4所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡一倍焦距和二倍焦距之間，同時移動光屏直至在光屏上成最清晰的像。將像的位置和觀察到的像的性質(zhì)填入表一中。
任務(wù)6：如圖5所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡一倍焦距之內(nèi)，同時用眼睛觀察像。將觀察到的像的性質(zhì)填入表一中。
記錄表一
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物距的范圍 |
像距的范圍 |
像的情況 |
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同側(cè)、異側(cè) |
正立、倒立 |
放大、縮小 |
實(shí)像、虛像 |
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u>2f |
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u=2f |
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f<u<2f |
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u<f |
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三、課件模擬探究過程
利用課件的動態(tài)表達(dá)能力探究凸透鏡成像的變化規(guī)律。
任務(wù)1：如圖6所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡無限遠(yuǎn)處，用鼠標(biāo)托動物體，使物理逐漸靠近焦點(diǎn)，同時觀察像的位置如何變化，像的性質(zhì)如何變化。將觀察到的情況填入表。
任務(wù)2：如圖7所示，將物體（蠟燭）放在距透鏡一倍焦距之內(nèi)，用鼠標(biāo)托動物體，使物理逐漸遠(yuǎn)離焦點(diǎn)，同時觀察像的位置如何變化，像的性質(zhì)如何變化。將觀察到的情況填入表二中。
記錄表二
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物距區(qū)間 |
物的移動方向
物距變化趨勢 |
像的移動方向
像距變化趨勢 |
像的大小變化 |
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u>2f |
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f<u<2f |
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u<f |
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四、總結(jié)規(guī)律
1．像的虛、實(shí)與焦距有關(guān)。
2．像的大小與物距有關(guān)。當(dāng)物距大于2倍焦距時，像距在 之間，得到了 的實(shí)像；當(dāng)物距等于2倍焦距時，像距與物距相等，得到了與物 的實(shí)像；當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時，像距 物距，得到了 的實(shí)像；
3．當(dāng)成虛像時，物、像的左右 ，上下 ；當(dāng)成實(shí)像時，物、像的左右 ，上下 。
