2020-2021学年5 科学探究：凸透镜成像两课时教学设计

这是一份2020-2021学年5 科学探究：凸透镜成像两课时教学设计，共4页。教案主要包含了知识与能力，过程与方法，情感态度价值观，教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。


教学目标
【知识与能力】
1、了解透镜的种类。
2、了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
【过程与方法】
能在探究活动中，初步形成提出问题的能力。
【情感态度价值观】
1、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
2、初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重难点
【教学重点】
认识凸透镜和凹透镜。
【教学难点】
凸透镜和凹透镜对光线的作用。
课前准备
课件、凸透镜、凹透镜等。
教学过程
一、创设情境，引入新课
教师讲故事：寒冷的冬天，一批旅行者冒着零下48°C的严寒跋涉着。到了中午，他们准备生火做饭，可打火机丢失了，怎么办？博士想了一个巧妙的方法：他们砍下一块冰，做成一块水晶般透明的透镜，用这透镜对着阳光，于是就生起了火！同学们，你们信吗？过渡：其实博士做的是一个凸透镜，是透镜的一种，那么我们今天就来认识一下透镜。
二、学习目标
教师：看今天我们可能会有什么收获。
1、知道如何区分凸透镜和凹透镜。
2、知道关于透镜的几个概念：主光轴、光心、焦点、焦距。
3、知道凸透镜和凹透镜对光线的作用。
三、新课教学
1、识别凸透镜和凹透镜
小组活动:教师将透镜分发给各小组，让学生感受两种透镜的特点。
（教师：我们前后4人一个小组，每组有两种透镜，大家仔细观察，再用手轻轻地摸一摸，感受一下两种镜片有什么不同？）（学生体验并回答）
教师讲解：中间厚边缘薄的透镜我们叫凸透镜；中间薄边缘厚的叫凹透镜。
教师出示其他形状的透镜。再说明透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。
2、认识几个新名词
介绍一下透镜的主光轴和光心。对于光心，让学生知道大致在透镜的中心处即可。
3、凸透镜和凹透镜对光线的作用
教师引导：我们知道两种透镜形状不同，那么光线通过透镜之后的传播方向是不是也不同呢？下面我们让光线分别通过两种透镜后照射到白纸上，看白纸上会有什么现象？
小组活动：如果有阳光的话，靠南边的学生借助太阳光，靠北的学生利用手电筒的光（距凸透镜要远些），分别正对透镜照射，我们在透镜的另一侧放一张白纸，调整透镜到白纸的距离，仔细观察白纸上看有什么现象。学生试着分析现象产生的原因。教师提示太阳光可以看成是平行光。
教师演示：利用平行光源、光具盘和凸透镜演示并讲解凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。
4、焦点和焦距
根据学生作图情况反馈,给出焦点和焦距的概念，并用字母表示出来。还要说明凸透镜的焦点是实焦点；凹透镜的焦点是虚焦点。帮助学生领会虚焦点的含义：除让学生迎着光看外,可以借助光路图告诉学生刚才观察到的现象。演示每个透镜的焦点有两个，它们关于透镜的光心对称。再换用焦距不同的透镜重复实验,得出焦距越小的透镜,会聚或发散光线的作用越明显。
(让学生发表自己实验得出的结果与演示实验的结果的异同点。进一步明确平行于主光轴的光会集在一点，这个点叫焦点。焦点到光心的距离叫做焦距。)
小结
1.判断凸透镜和凹透镜的方法：可以从形状、对光线的作用等,通过“一摸二看三照”辨别凸透镜与凹透镜。
2.透镜对光的作用：凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
3.测量凸透镜的焦距：可用平行光聚集法测凸透镜的焦距。
板书设计
第五节 科学探究：凸透镜成像
第一课时 认识透镜
一、透镜类型
1、定义
凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜叫做凸透镜。
凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜叫做凹透镜。
2、物理名词
主光轴：它是连接透镜两球面曲率中心的直线。
光心：透镜主轴上的一个特殊点。通过透镜光心的直线，传播方向不改变。
焦点：平行光束经透镜折射后的交点。
焦距：焦点到凸透镜中心的距离。
二、两种透镜对光线的作用
凸透镜：会聚作用
凹透镜：发散作用
第二课时
教学目标
【知识与能力】
探究并知道凸透镜成像的规律。
【过程与方法】
1、通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
2、学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
【情感态度价值观】
1、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
2、初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重难点
重点是探究凸透镜成像的规律，这也是教学的难点。
课前准备
凸透镜、光具座、光屏、蜡烛、火柴。
教学过程
一、探究凸透镜成像的规律
通过上一节的学习，我们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。
1、引导学生提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？
然后让学生提出猜想：照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，看来像是放大的还是缩小的，跟物体和像的相对位置有关；无论照相机还是投影仪，物体和所成的像都在凸透镜的两侧，而在放大镜中，物体和像在透镜的同一侧，看来像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
2、制订实验计划，指导学生做实验，验证上面的猜想是否正确
实验前先向学生介绍实验装置和做法，使学生明白实验研究什么和怎样去研究。在学生知道了实验的目的和做法以后，让学生按照课本中列出的实验步骤独立地去实验、观察。课本上没有用光具座来做实验，是考虑到许多学校没有或只有数量很少的光具座。如果有，用光具座做实验，会方便些。
照课本上介绍的方法，先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，调整光屏与透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透镜的距离，把数据记录课本上的表格中。
把蜡烛向凸透镜移近几个厘米，放好后重复以上操作，当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上得不到蜡烛的像。
继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。
在学生实验的基础上，让学生自己总结凸透镜的成像规律，并让他们书面或口头表述自己的观点。使学生知道：当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
二、虚像和实像
当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，向学生说明这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。可以回顾平面镜成虚像的情况，使学生明白实像与虚像的区别。
学生们知道了什么是实像，什么是虚像之后，让他们根据上面探究的结果，讨论并总结什么情况下凸透镜成实像，什么情况下成虚像，凸透镜所成虚像与平面镜所成虚像有什么相同之处。
三、分析实验,得出结论：
(跟着老师一起总结凸透镜成像规律。)
根据学生的实验数据,总结凸透镜成像规律：
如果用字母u表示物距,v表示像距,那么就可以得到：
(1)u﹥2f,倒立,缩小,实像,f﹤v﹤2f
(2)u＝2f,倒立,等大,实像,v＝2f
(3)f﹤u﹤2f,倒立,放大,实像,v﹥2f
(4)u＝f,不成像
(5)u﹤f,正立,放大,虚像
板书设计
第五节 科学探究：凸透镜成像
第二课时：实验探究：凸透镜成像规律
焦距：f=10cm
物距：物体到凸透镜的距离，用“u”表示。
目的：探究物距与焦距满足一定关系时的成像特点。
过程：
1、依次固定蜡烛、透镜和光屏的位置。
2、调高度：调节蜡烛、透镜及光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。（目的是使像成在光屏的中央）
3、三个区间
①当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
②当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像。
③当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。
教师总结：
①当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像。（2倍焦距分大小）
②当物距等于一倍焦距时，不成像。（1倍焦距分虚实）
③当物体靠近透镜成实像时，像远离透镜，像变大。（物距减小，像距增大，像变大）
口诀：物近像远，像变大；物远像近，像变小。