4.2 探究：凸透镜成像的规律（教学设计）-（沪科版2024）（解析版）.docx

4.2探究：凸透镜成像的规律（教学设计）

【学业要求】

1.物理观念

（1）知道物距和像距

（2）理解凸透镜成像时的规律。

2.科学思维

学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。

3.科学探究

通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。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学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。

4.科学态度与责任

培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。

【重点难点】

学习重点：学生实验探究凸透镜成像规律。

学习难点：怎样引导学生设计实验，分析实验数据，归纳总结得出规律。

【器材准备】

1.凸透镜、光具座、光屏、蜡烛、火柴等。

2.和《探究：凸透镜成像的规律》相关的视频、挂图、课件等。

【课时安排】

1课时（45分钟）

【教学过程】

一、新课引入：

如图：是中国航天员“在太空授课”的情景，航天员王亚平在空间站内，做出了水透镜。通过这个水透镜，我们看见什么？

我们看见了航天员倒立缩小的像。

我们已经知道平面镜成像的特点，那么凸透镜成像有怎样的特点呢？是否一定成倒立缩小的像？

下面，我们将通过实验来进行探究。

二、自主学习：

自主学习（一）实验：探究凸透镜成像的规律

任务清单：阅读教材P89--92的内容，思考完成下列问题：

（时间：5分钟；要求：用红笔圈画重点语句。）

（1）探究凸透镜成像的规律的实验目的是什么？

（2）为了完成实验，需要哪些器材？

（3）如何在光具座上摆放蜡烛、凸透镜和光屏？

（4）实像和虚像有哪些不同？如何能看到凸透镜所成的实像和虚像？

（5）凸透镜成像时，什么是物距和像距？

（6）凸透镜成像时，如何才能使像成在光屏中央？

（7）实验中，至少需要探究凸透镜哪几种情况下的成像规律？（以比较物距和焦距关系为准）

（8）为了探究凸透镜成像规律，实验中如何依次移动点燃的蜡烛？

【答案】略。

【解析】略。

2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节：

助学释疑一实验：探究凸透镜成像的规律

试一试：体验凸透镜成像

活动：拿起课桌上的凸透镜，尽情的玩吧，同时思考回答下列问题：

A.你用凸透镜看远处的物体时，会看到什么？

B.你用凸透镜看近处的物体时，会看到什么？

C.你用凸透镜看物理课本上的字时，会看到什么？

▲加油站▲

1.实像和虚像

实像：由实际光线会聚形成的像，实像能在光屏上呈现。如小孔成像。

虚像：由实际光线的反向延长线会聚形成的像，它不能在光屏上呈现。如平面镜成像。

2.物距和像距

物距：物体到光心的距离简称为物距，用字母u表示。

像距：像到光心的距离简称为像距，用字母v表示。

3.实验：探究凸透镜成像的规律

（1）提出问题：

凸透镜成像时，像的虚实、倒正、大小与哪些因素有关？

（2）猜想与假设：

A.像的虚实、倒正、大小可能与物距有关？

B.像的虚实、倒正、大小可能与像距有关？

其它猜想------

（3）设计实验：（请思考并讨论下列问题）

A.用什么特殊的器材能方便的把物体、凸透镜和光屏摆放在一起？

光具座（上面带刻度尺）。

B.如何确定是虚像还是实像？

能在光屏上呈现的是实像，反之为虚像。

C.如何使像成在光屏中央？

调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在同一高度。

（4）实验器材及装置图：

凸透镜（焦距已知）、光具座（带刻度尺）、蜡烛、光屏、火柴等。

（5）实验步骤：

①将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对置。

②点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。

③将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。

④移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。

⑤将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。

⑥重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。

（6）实验记录表格：

（7）实验结论：

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倍焦距时，不能成像；

物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。

（8）反思交流：

①实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的？

②实像与虚像有哪些不同？

③太空授课中航天员成像时，物距与水球