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第四節(jié)幻燈機(jī)、放大鏡教案二
第四節(jié)幻燈機(jī)、放大鏡教案二
一、研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)教學(xué)說明
1．凸透鏡的成像規(guī)律是一個(gè)連續(xù)的變化過程，讓學(xué)生從這一物理現(xiàn)象變化全過程的高度來分析這一物理現(xiàn)象，有助于加深學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的理解認(rèn)識(shí)．
2．由于本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生同時(shí)觀察和考慮的內(nèi)容比較多，如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點(diǎn)的位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置，同時(shí)還要觀察像的性質(zhì)．對(duì)于一個(gè)初二的學(xué)生來講容易在觀察某一內(nèi)容時(shí)忽略觀察其他內(nèi)容，或者雖然觀察了但是頭腦中沒有反映出其它的內(nèi)容，這樣就很難從整體上把握整個(gè)物理變化過程，為此在本節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中采取了兩個(gè)辦法．
（1）每進(jìn)行完一個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)（如物體位于2倍焦距以外），要求同學(xué)畫圖從理論上進(jìn)行分析，并逐步形成物體在這個(gè)范圍內(nèi)成像的物理模型、然后由教師利用復(fù)合投影的燈片進(jìn)行分析．從而使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與物理模型之間建立起必然的聯(lián)系，從而加深對(duì)這一物理過程的認(rèn)識(shí)和理解．
（2）三個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)全部完成以后．可用計(jì)算機(jī)模擬物體從2倍焦距以外移到焦點(diǎn)以里的過程．凸透鏡成像由小到大、由實(shí)到虛、從倒立變?yōu)檎�、在透鏡另一側(cè)用屏幕接取到用眼直接觀看的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化，從而對(duì)凸透鏡成像形成一個(gè)宏觀的整體的認(rèn)識(shí)（也可通過投影或畫圖進(jìn)行）．
3．為便于操作，也為使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成深刻的認(rèn)識(shí)從而為探索規(guī)律打下基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)要求學(xué)生在光具座中透鏡兩側(cè)的標(biāo)尺上明顯的標(biāo)出與焦距和2倍焦距等長的位置以便在實(shí)驗(yàn)中能迅速準(zhǔn)確的找到應(yīng)找的位置，并對(duì)物、像所處位置形成深刻的印象．
二、凸透鏡的成像規(guī)律教學(xué)說明
要教育、引導(dǎo)學(xué)生不要死記硬背凸透鏡的成像規(guī)律，要在理解的基礎(chǔ)上掌握它．掌握它的途徑有三個(gè)
1．認(rèn)真完成研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)獲得深刻的感性認(rèn)識(shí)．
2．采用作圖法，利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條，作出凸透鏡在三種情況下的成像光路圖，從而在頭腦中形成凸透鏡成像的物理模型，并形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程．
3．將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理模型與平時(shí)應(yīng)用幻燈機(jī)、放大鏡的實(shí)際有機(jī)聯(lián)系起來，以加深理解和記憶．
三、課時(shí)安排 1課時(shí)
四、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
（一）完成“研究凸透鏡的成像規(guī)律”學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)．
1．完成分組實(shí)驗(yàn)．（分兩個(gè)階段完成）
2．利用凸透鏡的特殊光線，運(yùn)用作圖法來研究凸透鏡的成像規(guī)律．（分兩個(gè)階段完成）
3．每完成一個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)的理論分析后，討論、研究在實(shí)踐中哪些光學(xué)儀器是運(yùn)用這一原理制作的或工作的．
（二）結(jié)合上節(jié)照相機(jī)的知識(shí)分析、研究在三種情況下凸透鏡成像的變化過程及變化規(guī)律．
五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)方案
1． 引入課題
方案一：教師采用幻燈機(jī)和投影儀在屏幕上展示各種有關(guān)幻燈機(jī)和放大鏡的圖片，向?qū)W生介紹這些儀器的主要工作元件都是凸透鏡，從而引入新課．
方案二：結(jié)合上節(jié)課講到的照相機(jī)，指出照相機(jī)的工作原理，提出問題：如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間，物體成像特點(diǎn)是什么；若物體放在焦點(diǎn)以內(nèi)，能成像嗎？像的特點(diǎn)是什么？從而引入新課．
2．新課教學(xué)
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：研究凸透鏡成像規(guī)律
研究物體位于1倍焦距與2倍焦距之間（畫出板圖）、位于焦點(diǎn)以里（畫出板圖），兩個(gè)位置凸透鏡的成像情況（包括像的位置，像的性質(zhì)（指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立，是虛像還是實(shí)像））．我們用u來表示物體到透鏡的距離，用v表示像到透鏡的距離、f表示焦距．
教師介紹儀器及使用方法，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)問題
（1）告訴同學(xué)凸透鏡的焦距
�。�2）把透鏡放在標(biāo)尺中央，從透鏡的位置開始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距和2倍焦距的位置．
物體分別設(shè)兩個(gè)位置，進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分兩次完成．每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，做一次小結(jié)，再進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)．對(duì)每個(gè)位置成像情況的研究都要通過三個(gè)途徑進(jìn)行
（1）通過實(shí)驗(yàn)研究物體在某一位置的成像情況．略調(diào)整物距和光屏位置，看像發(fā)生什么變化．
（2）利用凸透鏡的特殊光線（兩條就可以），用作圖法研究凸透鏡在同一位置的成像情況．
（3）研究、分析在照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡三種儀器中，哪種儀器利用了凸透鏡在這一位置的成像原理．
教師講完后，問同學(xué)們有無問題，然后宣布開始第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將物體（蠟燭）放在1倍焦距與2倍焦距之間．
學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，教師在同學(xué)中間巡視并進(jìn)行指導(dǎo)．學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束，教師組織提問、進(jìn)行總結(jié)．
教師利用作圖法分析物體從2倍焦距以外向透鏡移近的過程中，凸透鏡成像的變化情況（有條件可用計(jì)算機(jī)模擬）．
物體從大于2倍焦距以外的位置向焦點(diǎn)處移近的過程中，像成在透鏡另一側(cè)，像離透鏡越來越遠(yuǎn)，像越來越大．2倍焦距處是一個(gè)變化點(diǎn)，物體在2倍焦距以外成縮小實(shí)像，進(jìn)入2倍焦距內(nèi)（大于焦距）成放大實(shí)像．焦點(diǎn)處是又一個(gè)變化點(diǎn)，而且使像發(fā)生了質(zhì)的變化，物距大于焦距成倒立實(shí)像，物距小于焦距成正立放大虛像．應(yīng)使學(xué)生們頭腦中對(duì)整個(gè)成像情況形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的模型．
教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)講述幻燈機(jī)、放大鏡的構(gòu)造及應(yīng)用．為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，在講了幻燈機(jī)后簡要介紹一些投影儀的構(gòu)造和原理．講放大鏡之后可介紹一下顯微鏡的知識(shí)，有助于學(xué)科間的聯(lián)系．
3．總結(jié)
分析了幻燈機(jī)、放大鏡的工作原理，結(jié)合前面學(xué)過的照相機(jī)，總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律和特點(diǎn)．到目前為止，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過小孔成像、平面鏡成像，凸透鏡成像的三種情況．這里有三個(gè)成實(shí)像的情況，兩個(gè)成虛像的情況．實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚形成的，虛像是由反射光線（平面鏡成像）或者折射光線（物體位于焦點(diǎn)以里的凸透鏡成像）的反向延長線相交形成的．從岸邊觀察水中的魚、石子，看到的也是水中物體的虛像．它們的相同之處是：不論實(shí)像、虛像都是由光線形成的．從這點(diǎn)看影又與它們有本質(zhì)的不同，影是光線照不到的黑暗區(qū)域．
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