4.5科学探究——凸透镜成像教案 -2023-2024学年沪科版八年级物理上学期

科学探究——凸透镜成像 一、确定学习目标 1. 知识与技能： 了解凸透镜的基本性质。 掌握凸透镜成像规律，包括物距、像距与成像特点的关系。 学会使用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材进行凸透镜成像实验。 2. 过程与方法： 通过观察、实验和归纳，培养学生的科学探究能力和实验操作能力。 引导学生运用所学知识解释生活中的相关现象，提高分析和解决问题的能力。 3. 情感态度与价值观： 激发学生对凸透镜成像规律的好奇心和探究欲望。 培养学生的团结协作精神和科学态度。 二、教学重点和难点 1. 教学重点： 凸透镜成像规律的理解和掌握。 实验操作技能的训练和提高。 2. 教学难点： 理解物距、像距与成像特点的关系。 实验过程中光路的调整和光屏上像的观察。 三、教学器材 光具座、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏、火柴、刻度尺、粉笔。 四、教学过程 导入新课 情境创设：教师手持放大镜，走近教室中的一盆绿植，通过放大镜让学生观察叶子的细节。学生立刻被放大后的叶子纹理吸引，纷纷好奇地凑近观看。 提问引导：教师提问：“放大镜为什么能让我们看到放大的物体？它是如何工作的？”学生开始思考并尝试回答。 过渡连接：教师进一步引导：“放大镜其实就是一种凸透镜，它有着特殊的成像规律。今天我们就来一起探究凸透镜成像的奥秘。” 新课讲解 凸透镜性质介绍：教师利用PPT展示凸透镜的结构图，详细讲解其“中间厚、边缘薄”的特点，并通过光线折射的动画演示，说明凸透镜对光线的会聚作用。 实验器材与安全须知：教师逐一介绍实验所需的器材（光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等），并重点强调实验过程中的安全注意事项，如避免触碰燃烧的蜡烛、小心移动光屏以防其倾倒等。 实验目的与预测：教师明确实验的目的——探究凸透镜成像规律，并引导学生根据已有知识预测可能的实验结果，如物体距离凸透镜不同距离时，成像的大小、正倒可能会发生变化。 实验探究 实验步骤一：安装与调试 学生分组进行实验，每组按照教师的指导将蜡烛、凸透镜、光屏正确安装在光具座上，并调整三者的高度，确保蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一水平线上。 教师巡视各组，检查安装情况，并指导学生如何点燃蜡烛、如何初步调整物距和像距以便在光屏上得到清晰的像。 实验步骤二：规律探究 学生保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏直至观察到清晰的像，然后记录此时的物距、像距以及成像的特点（如像的大小、正倒）。 教师引导学生改变蜡烛到凸透镜的距离，重复上述步骤，至少收集三组不同物距下的成像数据。 通过观察和分析实验数据，学生逐渐发现凸透镜成像的规律：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距小于二倍焦距但大于焦距时，成倒立、放大的实像；而当物距小于焦距时，则成正立、放大的虚像。 实验步骤三：特殊位置探究 学生将蜡烛放置在凸透镜的二倍焦距处和焦点处，分别观察并记录成像情况。在这两个特殊位置，学生会发现成像有着明显的特点：二倍焦距处成倒立、等大的实像；焦点处则无法在光屏上成像，但透过凸透镜可以看到正立、放大的虚像。 教师引导学生思考这两个特殊位置与凸透镜成像规律之间的联系，帮助学生进一步理解凸透镜的成像原理。 归纳总结 小组分享：每个小组选派一名代表上台分享实验过程中观察到的现象和得出的结论。其他小组进行补充和评价。 教师总结：教师对学生的分享进行点评和总结，再次强调凸透镜成像规律的重要性，并指出其在日常生活（如照相机、投影仪等光学设备）和工业生产中的广泛应用。 五、学生讨论 教师布置讨论任务：分组讨论凸透镜成像规律在现实生活中的应用，并思考如何利用这些规律解决实际问题。每组讨论后选派一名代表上台汇报讨论结果。其他小组对汇报内容进行评价和补充。通过讨论，学生不仅加深了对凸透镜成像规律的理解，还锻炼了团队协作和沟通表达的能力。同时，教师也通过学生的讨论和反馈了解了学生的掌握情况，为接下来的教学提供了参考。 六、巩固练习 选择题： 1. 当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时，光屏上成的是（ ） A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 正立、放大的虚像 D. 无法成像 2. 使用投影仪时，要使屏幕上的像更大一些，应将镜头与投影片的距离调（ ） A. 大些，同时使镜头与屏幕的距离调大些 B. 小些，同时使镜头与屏幕的距离调大些 C. 大些，同时使镜头与屏幕的距离调小些 D. 小些，同时使镜头与屏幕的距离调小些 填空题： 1. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛距凸透镜20cm时，在光屏上成倒立、等大的实像，则凸透镜的焦距