《凸透镜成像规律--作图法》教学设计

《凸透镜成像规律--作图法》教学设计设计思路：在上节课学生通过对凸透镜成像规律的探究活动，学生已感知凸透镜成像的条件及特点，但学生对凸透镜成像规律仅是粗浅的认识对凸透镜成像规律只是短暂的机械记忆，若时间一长，对凸透镜成像规律就遗忘了。根据本人多年的教学实践发现：要想使学生对此规律理解并应用，可以在学习凸透镜成像规律的第二课时，采用作图的办法要求同学画图从理论上进行分析，并逐步形成物体在某个范围内成像的物理模型、然后由教师利用计算机进行模拟。从而使学生在实验现象与物理模型之间建立起必然的联系，加深对这一物理规律的认识和理解．在平时遇到判断成像的问题，也可以快速、准确地解答有关成像的问题。这种易于操作的方法——作图法。主要是利用三条特殊光线做出物体在不同位置时的成像光路图，通过对物像进行分析不难看出物体的成像特点。本节课主要有三个阶段：（一）学生分组实验完成“研究凸透镜的成像规律”；（二）利用凸透镜成像的特殊光线，运用作图法来验证凸透镜的成像规律；（三）运用作图法解决有关凸透镜成像的问题。教学目标：1．利用三条特殊光线做成像光路图。2．根据物体在不同位置时所成像的特点，得出凸透镜成像规律。3、会用作图法解决相关凸透镜成像的问题。教学重点：通过作图法得到凸透镜成像规律。教学难点：三条特殊光线，凸透镜成像规律在应用中，当已知像的情况判断物体的位置和透镜的焦距；或当像的情况变化时，判断物体相对透镜的变化规律。教学方法：作图法、讨论法、归纳法教具：多媒体、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴教学过程：一．通过实验探究活动，复习巩固上节得到的凸透镜成像规律。1、先选用器材，光具座、凸透镜、蜡烛、光屏各一个2、用平行光法测定凸透镜的焦距f=厘米3、使烛焰从距凸透镜较远处依次逐渐靠近凸透镜，每次调节光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，要求学生分5组（每组一个问题）观察并记录各组的成像情况（1）像的倒正？像和物体是否在凸透镜的同侧？（2）像与物体（烛焰）大小比较？像的变化过程中，像的大小是如何变化的？（4）像移动的方向与物体移动的方向是否相同？（5）如何做在光屏上接收到像，如何做接收不到？4、反馈各组记录的成像情况，教师板书在每个问题旁边。二、讲授新课：凸透镜成像规律（第2课时）--作图法(一)、作图法用到的三条特殊光线：（师生一起边说边画）第一条：过光心的光线不改变传播方向；第二条：平行光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；第三条：过焦点的光线经凸透镜折射后平行光轴。（见下图）(二)、作图法的操作（教师先示范）：在发光物体上任取一点A，则A处发出的光线一定有平行于主光轴和通过光心的，就取这两束光线作图2：（1）经过光心的光线不改变方向，如光线I。（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，如光线II。（3）两光线相交于A’即为A的实像。（4）同理AB上任何一点均可成像，由A’向主轴作垂线，则A’B’即为AB的实像。作图就按上述步骤进行。(三)、学生动手练习作图（用作图法验证透镜成像特点）1.当uf2时，成倒立、缩小的实像，此时像距2fvf，这就是照相机的原理，如图3。2.当uf2时，成等大、倒立的实像，此时像距vf2。这是判别焦距为多少的方法之一。3.当2fuf时，成倒立、放大的实像，此时像距ｖ＞2ｆ，这就是幻灯机的原理，如图4。4.焦点处不成像，ufv，，如图5。5.当0uf时，成正立的、放大的虚像，此时像物同侧。这就是放大镜的原理，如图6。(四)、教师利用计算机模拟作图法．并形成一个动态的变化过程．三个内容的实验全部完成以后，教师利用作图法分析物体从2倍焦距以外向透镜移近的过程中，凸透镜成像的变化情况（可采用计算机模拟）．可以看到：物体从大于2倍焦距以外的位置向焦点处移近的过程中，像成在透镜另一侧，像离透镜越来越远，像越来越大．2倍焦距处是一个变化点，物体在2倍焦距以外成缩小实像，进入2倍焦距内（大于焦距）成放大实像．焦点处是又一个变化点，而且使像发生了质的变化，物距大于焦距成倒立实像，物距小于焦距成正立放大虚像．这能够使学生们头脑中对整个成像情况形成一个动态的模型．(五)、练习：1．利用特殊光线完成物体成像光路图。(六)、作图法解题1、典例归类.：例：物体立于一个fcm10的凸透镜前，在从距透镜40cm处逐渐移近20cm的过程中，像的大小变化是：（）A.逐渐变大，但始终不比物体大B.逐渐变大，最后比物体大C.像不论如何变化，始终比物体大D.逐渐变小分析：在ufuf3525..，处作图如图7，由图可判定选择A答案。2、练习：1、如图8在A处看物体的虚像较B处看到的虚像：（）A.大且距镜远B.大且距镜近C.小且距镜近D.小且距镜远分析：在A、B处作图后成像A’B’，故选C。2、某人用同一相机为一顾客照像，由2寸改拍5寸的，他应该怎样调节相机：（）A.将相机距顾客近些B.将相机距顾客远些C.将相机距顾客远些，并减小暗箱长度D.将相机距人近些，并拉长暗箱长度分析：由题可知，当物体向透镜2倍焦距靠近时，成像变大，暗箱长度就是像距，由作图9知OBOA''，即暗箱要拉长，故选D。3.烛焰经凸透镜恰在光屏上得到一个缩小、倒立的实像，若保持透镜位置不变，将烛焰与光屏对调位置如图10，则（）A.光屏上仍呈现一个缩小的像B.光屏上得到一个放大的像，可能不太清晰C.光屏上不能呈现像，但通过透镜眼可以看到D.光屏上没有像，需调节光屏位置才可呈现出来分析：由题可知，uf2，而v在f与2f之间，可作出像位在AB线上，对调后AB线上为烛，由作图可以观察到像位大体靠近光屏所在位置，放大倒立，所以选择B。三、课堂教学小结与延展：本节课将实验现象、物理模型与作图法有机联系起来，使学生加深对比较抽象的凸透镜成像规律的理解和记忆。扩大了学生的知识面，突破了教学的难点，提高了学生解决问题的能力。四、板书设计（略）