凸透镜成像的规律 公开课教案

教学目标

知识与能力：

1.理解凸透镜的成像规律.

2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件.

教学重点：

对凸透镜成像规律的理解和认识.

教学难点：

指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系.

教学用具：

凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺.

教学过程

一、新课导入

情景一：玩小水珠。把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠，观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问：

问题：你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？

情景二：演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板(墙壁)上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？

演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？

演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像？

问题：如何区别像的正立、倒立？什么情况像明亮、清晰？

问题：怎样区别实像和虚像？像与原物相比有什么特点？

问题：像的放大、缩小是什么意思？

点评：实像是由实际光线会聚而成的像，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。

像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。

“放大”“缩小”指像与物比较的结果。

“变大”“变小”指像本身的变化情况。

问题：什么是物距、像距？

点评：灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。

问题引导：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么呢？能猜想一下吗？

凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。

设计意图：贴近学生的心理需求及生活实际提出问题，激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。

二、推进新课探究点凸透镜成像及其规律新

器材：光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜

说明：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。

使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。

调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。

固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。

问题：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？

启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质(放大、缩小，倒立、正立，虚、实)……

强调注意事项及实验步骤：

a．将凸透镜固定在光具座的，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度

b．将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置，点燃蜡烛

c．移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止

d．记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正

e．将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到烛焰的像f．继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的？

进行实验与收集证据：

探究一：在光屏上找到物体完整清晰的实像。

教师巡回指导：引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。

请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。

①物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；②光屏上的像最亮最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。

学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。

探究二：探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。

记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。

1. 当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f＜v＜2f。

2. 当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时，v＝2f。此点为成实像大小的分界点。

3. 当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时，v＞2f。

4. 当u＝f时，不成像。此点为成像虚实的分界点。

5. 当u＜f时，成正立、放大的虚像。

说明：教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行时可向教师要卡片，按提示继续实验。

实验表格

根据成像的情况，对数据进行分类

1．焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。即一倍焦距内外分虚实。

2．二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。二倍焦距内外分大小。

3．实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。

4．u＞v，像是缩小的，u＜v，像是放大的。

5．成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即成虚像时，物近像小，物远像大。物体越靠近焦点像越大。

6．实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光线的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。

三、板书设计

第3节凸透镜成像的规律

1．成像规律及应用

离焦点越近像越大

一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小

四、教学反思

凸透镜成像规律一向是学生学习的难点,通常在教这部分内容时,老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律,学生再来验证一遍.虽然学生在实验时都能在光屏上找到像,但只是照样画葫芦,结果对于物距,像距,焦距.有些学生还是弄不清楚,对于规律也是记不牢,且容易忘.。根据新教材注重探究,让学生在学习过程中主动获取知识的精神,我安排了提出问题,设计实验探究,合作交流等几个过程,并在得到初步结论时,及时用作图法帮助理解记忆凸透镜成像的规律,同时与生活中照相机、幻灯机等实际例子结合,利用实际知识加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。首先我利用学生的生活经验——放大镜的使用体验,发现它也能成倒立。

第2节熔化和凝固

教学目标

知识与能力：

1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。

2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。

3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。

4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。

教学重点：通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力.

教学难点：指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来.

教学用具

酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪

教学过程

一、导入新课

多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。

学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？ 引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。

联系生活：把水放入冰箱的冷冻室里，水就会变成冰；把冰加入饮料中，冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。

引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。 二、新课教学

探究点一 物态变化

活动体验：

(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？

学生操作实验，回答观察到的现象：

蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。 (2)将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？ 学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。

这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？ 归纳总结：

1．物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。 如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。

探究点二熔化和凝固

1．概念归纳

(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。

(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。

例子：说出下列物态变化名称

(1)冰棒化成水：熔化

(2)钢水浇铸成火车轮：凝固

(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固

出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？

学生思考：熔化和凝固是在什么条件下发生的？熔化和凝固的过程有什么特点？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？

2．探究固体熔化时温度的变化规律

提出问题：物质熔化时需要什么条件呢？不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？

猜想假设：熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。

制定计划与设计实验

实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等

介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法

进行实验：

(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。

(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。

(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；

第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。

实验要求：要求学生做好观察记录

观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。

记录：实验中的数据。

表一海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表

分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。

小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？

交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？

设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。

探究点三熔点和凝固点

对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。

海波的熔化图象石蜡的熔化图象学生讨论交流，思考：

(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？

(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？温度怎样变化？吸热、放热情况如何？

归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，

(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。

(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。 得出结论：

(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。 另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。

(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。 (3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。

学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律

(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点； (2)凝固过程中处于固液共存状态；

(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固； (4)凝固过程放热。

学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。

晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。

知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。

归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较 (1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。

(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。

(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。

逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。

联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。

前沿科技：现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15～40 ℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。

学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。 三、板书设计

第2节 熔化和凝固

1．固态

液态(熔化和凝固是互逆过程)

2．固体⎩⎪⎨

⎪⎧

晶体⎩

⎨⎧

晶体熔化时温度不变(有熔点)熔化过程和凝固过程都是固液共存状态

同种晶体的熔点和凝固点相同非晶体⎩⎨⎧

没有熔点熔化和凝固都没有固液共存状态

3．晶体熔化条件⎩⎨⎧⎭⎬⎫

(1)温度要达到熔点。(2)能继续吸热。同时具备

4.晶体凝固条件⎩⎨

⎧⎭

⎬⎫

(1)温度要达到凝固点。(2)能继续放热。同时具备

四、教学反思

熔化和凝固是热学中比较重要的课，要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的，熔化、凝固是两个能相互转化的过程，晶体和非晶体性质间的不同，还要学会作熔化曲线和凝固曲线。 学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验整个过程的引导，可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程，本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律，这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图象的分析，帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图，然后让学生对海波曲线图分析，学生很容易会发现海波有一个平稳阶段，然后开始学习海波的熔化。