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关键词:物理实验;实验过程;平面镜
中图分类号:G652 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)07-212-01
物理是以实验为基础的一门科学,在反复的实验过程中同学们会出现各种各样的想法,这些想法千奇百怪,其中也不乏有些好的有创意的金点子,现在想想有时候知识目标并不是最主要的,也许若干年后,他们虽然已经忘了你讲的物理知识,但是留给他们的物理方法和科学理念是受益终身的,所以重点是对每一位学生发现解决问题的过程中科学方法和能力的培养,要让每一位同学都动起来,培养动手能力的素养,营造一个和谐有趣的课堂氛围,要让每一位学生认识到:不要以为物理只属于那些高深莫测遥远的物理学家们。物理其实是属于每一个普通人的,就像音乐不仅仅属于音乐家一样。本次平面镜实验的教学改进也不是我一个人的功劳,多亏了善于动脑的同学们,是他们给了我研究教学改进的灵感,下面简单的谈谈我对平面镜成像实验的教学改进方法:
平面镜是同学们生活中常见的日用品,大家对它的成像特点已经有了一定的了解,所以在处理本节课时,可以先唤醒学生们已获得的生活经验,然后再经过实验总结出平面镜的成像规律,人教版八年级物理(上)第二章第三节平面镜成像实验传统教学常用玻璃板来代替平面镜。因为采用玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛的像的同时,也能观察到B蜡烛,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。为了更清晰的看到“镜”中的像,我们要求玻璃前的物体要尽可能的亮,而环境要尽可能的暗。而玻璃后的物体也要尽可能的亮,环境要尽可能的暗。所以平面镜成像实验适合在较暗的环境下进行。
平面镜能改变光的传播路线,但不能改变光束性质,即入射光分别是平行光束、发散光束等光束时,反射后仍分别是平行光束、发散光束。由物体任意发射的两条光线,经过平面镜反射,射入眼睛。人眼则顺着这两条光线的反向延长线看到了两条线的交点,即我们在平面镜中看到的像,但是平面镜后面是没有物体的,所以物体在平面镜里成的是虚像(平面镜所成的像没有实际光线通过像点,因此称作虚像);像距与物距大小相等,它们的连线跟镜面垂直,它们到镜面的距离相等,上下相同,左右相反。成的是正立等大的虚像。
这样进行实验虽然比较规范系统,但是对于初中的学生来说却显得很枯燥乏味,把简单的问题变得复杂难以理解。因为这个天天都能见到的日用品再普通不过了,显然没有什么新意和乐趣可激发学生的兴趣。所以在教学处理上我是这么做的:
先设计一个情景剧,在黑板中间画一条竖线把它假想成平面镜,然后找两位同学上来分角色扮演实物和镜子里的像,“物体”先动一步,然后“虚像”根据他的变化做出相应的变化,(如敬礼,向前一步走,左转等简单动作)然后全班同学一起来进行观察,得到初步的成像规律,即物体和像到镜面的距离相等,上下相同,左右相反。通过再现这个生活情境,有效的激发了学生的学习兴趣,使同学们带着疑问,充满好奇的开始进行科学探究活动。
然后通过实验来进一步得出具体的规律:
改进方法如下:
一、玻璃的边缘比较锋利,为了避免实验过程中伤到同学们,所以需要把边缘打磨,玻璃不能太厚,因为两个分界面会产生两个虚像,而且还会发生折射,产生较大误差,对实验有干扰,不易区分。
二、以往的实验过程周围的环境比较复杂,易造成视觉的误差,所以这次试验我选择实验环境暗的地方,并且背景换成了墨绿色的桌布,而且下面的纸采用方格纸,便于观察并做出实验的标记。
三、玻璃板要与桌面保持垂直。这个实验的前提条件先不给出,让同学们自己去做,然后发现玻璃板与桌面不垂直的情况下,无论怎么移动玻璃后的物体都不能与像重合,这时由学生们自己归纳总结出要镜面与桌面垂直,为了使玻璃板与桌面垂直,这次试验中铁架台发挥了作用,将玻璃板悬挂起来即可解决这个问题。
四、传统实验用蜡烛去做实验,观察一段时间后,蜡烛因为燃烧会变短,而且会有很大的味道,实验过程中点燃蜡烛有明火,而且每个桌上都要有抹布,需要注意很多安全事项,实验中存在一定的安全隐患,而且两只蜡烛的形状也不一定相同。所以本次平面镜成像实验采用LED灯取代蜡烛,用同样的LED灯拼成“E”字,分别为等大的两盏,小一点的一盏,大一点一盏,共四盏灯。靠近观察同学一侧的是等大的其中一盏灯,并且让它发光,而另一侧用不同的灯去跟它的像重合,这里要注意:远离观测同学的LED灯要处于关闭状态,这样可以增强反射光线使虚像更加明显。有利于比较像与实物的形状大小及位置关系。
集体备课组成员:仲沛东,葛志华,彭荣生,姜第林,梅震,王小林,蒋志娟,毕云水。
教学目标:
1.知道平面镜成像特点,并用来解释简单现象。
2.知道平面镜成像原理和虚像的概念。
3.知道平面镜的应用。
4.介绍我国古代的平面镜,对学生进行爱国主义教育。
教学重点难点:
重点:平面镜成像特点,
难点:平面镜成像原理和虚像的概念
教学设想:
让学生在课后制作一个潜望镜。
教具准备:
演示器械、平面镜、潜望镜。
教学过程:
一、导入新课
日常生活所用镜子的反射面是平的,叫做平面镜,从平面镜中可以看到镜前物体的像,你知道平面镜成像有什么特点吗?那我们就用实验来找出平面镜成像的特点。
二、课堂实验
1.学生实验:
教师先介绍实验器材,做课本P67“做一做”的实验。将玻璃作为平面镜竖直立在桌上,在玻璃板前、后各放一支相同的粉笔A、B。
实验步骤:
①移动玻璃板后的粉笔B,使它与粉笔A在玻璃中所成的像重合,这时粉笔B的位置就是粉笔A在平面镜中所成的像的位置。
②移开粉笔B,用白纸做屏幕放在该位置上,直接观察白纸,纸上能否出现粉笔的像?
得出结论:白纸上没有棋子的像,平面镜所成的像是虚象。
提问:(1)平面镜所成的像的大小与物体的大小有什么关系?
(2)像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离是否相等?
2.学生再次进行实验:
①观察并比较像与物体(粉笔)的大小;
②用刻度尺分别测出粉笔A和粉笔A的像到玻璃板的距离,并加以比较。……
③学生之间相互交流与评价得到的结论。
学生发言,教师总结:平面镜所成的像是虚象;像的大小与物体的大小相等;像与物体到平面镜的距离相等。(平面镜成像规律)
教师补充说明:
把像和物体的位置用直线连接起来,它们的连线与玻璃垂直。
三、讲授新课:
根据平面镜成像规律,我们来看一下,怎样画出物体在平面镜中所成的像:
教师举例并演示:作AB在平面镜中的像。(利用平面镜成像规律作图,如课本P68图3-39)
(课本P68图3-39)
教师补充说明:物体与自己在平面镜中所成的像,在平面上表示,其实是关于表示镜面的直线成轴对称的。
四、课堂练习
学生利用平面镜成像规律画一些物体在平面镜中成的像。教师适当指导,讲解。
五、联系实际,生活实例
平面镜的应用:
1.古代妇女对着铜镜梳妆。。
2.舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势。
3.某些店里利用平面镜扩大视野空间。
……(学生看课本P69,并思考,举例)
教师说明:平静的水面、光亮的金属、平板玻璃也能看作是平面镜。
(适当涉及“光污染”的有关实例的知识。)
六、课堂小结
(1)教师联系课本P70“生活、物理、社会”对凹面镜与凸面镜的知识稍做讲解。
(2)学生思考与作业P70“*”中的题目。并完成《学习指导》、《课课练》上的相应习题。
设计思路
本节提到的教学模式,其核心有两点:教学求创新和学生为主体。
“兴趣是最好的老师”。由于学生在生活中对平面镜司空见惯,照本宣科很难引起兴趣。本课在导入新课时采用了魔术表演的形式来激发学生的兴趣,活跃了课堂气氛。在介绍平面镜成虚象时,打破了常规的教学思路,大胆地将一凸透镜成像的情景展现给学生。这里用凸透镜成像在光屏仅仅是让学生了解所成的像有两种情形。一种是光屏能接受的实象(仅介绍);另一种是人眼能看到但光屏无法接受的像是虚象。(这样就很自然,而不唐突)
“探究过程不仅是实验活动,更是思维的活动”。当学生找到像的位置后及时启发学生通过物理的比较和数学的等量代换知识,让学生体会到替代物和像完全重合,不仅找到了像的位置,而且还确定了像的大小。在研究平面镜成的是左右相反的像时,让学生自主设计小实验来验证;在研究平面镜成像特点时,采用方格纸更加便于学生的探究。
让学生上台利用平面镜“找人”既激发了学生的兴趣,又很自然的过度到古代的“潜望术”和现代的潜望镜。让学生深深体会“物理与生活”的紧密联系。
教学目标
1.知识与技能:
(1)知道平面镜成像的特点。
(2)知道平面镜成的虚像。
(3)知道平面镜在日常生活中的应用。
2.过程与方法:
(1)经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录。
(2)观察实验现象,感知虚像的含意。
3.情感、态度与价值观:
(1)在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐获得“发现”成功的喜悦。
(2)培养实事求是的科学态度。
教学重点
经历“探究平面镜成像”的过程,知道平面镜成像的特点。
教学难点
1、对虚像概念的理解;2、平面镜成像中像的位置的确定及物与像的对称关系。
教学方法
实验探究法,合作学习法。
所需设备
魔术储蓄罐、钱币、平面镜若干、度膜玻璃、两个相同的蜡烛14组、打火机、光屏、白纸、方格纸、电脑多媒体辅助设备。
教师活动
新课引入:
魔术表演:教师将魔术箱全方位的展示给同学看,将开口的一面对着同学们,再用抽拉挡板将口封闭。
表演:展示魔术储蓄罐,将纸币从上面的投币口投入魔箱。问学生看到的情况;然后,再在侧面的投币口投入一枚硬币,再问学生看到硬币了吗?看到了几个?
授课过程
(一)平面镜
1、让学生观察课桌上的镜子有什么特点?
2、让学生通过平面镜前后、左右移动观察自己在镜中的像,然后猜想平面镜成像的特点可能有哪些?
3、出示并演示凸透镜的成像让学生观察屏幕上有什么?
再让学生用白纸看能否接受平面镜成的像。教师对比得出虚象的定义。
4、要想研究这些猜想是否正确,首先要能够找到像的位置,能否找到这样一种器材既能成像,又能看到像那边的东西?那又怎样才能找到像呢?
(二)平面镜成像特点
1、提问:有哪个同学能够知道当我们找到像的位置的同时,我们已经验证了其中一个猜想?
2、让学生通过平面镜观察自己脸的像,并且闭上左眼,看平面镜中的像闭上哪只眼?让学生体会像与物体是左右相反。
3、我们如何来验证像与物体到平面镜的距离相等?
(三)学生自主探究
教师巡视指导:及时发现学生的闪光点和出现的问题,在巡视的过程中指导小组互评。
(四)讨论交流
1、让小组代表上台分析自己的研究成果和研究思路。
2、引导学生归纳得出平面镜成像的特点。通过多媒体动画课件平动和转动,让学生体会平面镜所成的虚象和物体成轴对称。
(五)小活动
先请一位同学上台来转过身去,再在讲台的另一边藏好一位同学,然后,再让第一位同学转过身来,并询问他能否看到讲台的另一边藏着什么?
教师:介绍,其实平面镜的这种应用,早在古代人们就已经知道了;以及在军事上的潜水艇的潜望镜就是平面镜成像的应用。
教师:用多媒体打出古人应用的图片和潜水艇的视频。
学生活动
学生观察,并思考为什么?
学生观察,讨论并回答。
活动并提出各种猜想。
观察并发现屏幕上能接收到倒立的像。
兴趣盎然地进行活动,最后却发现光屏上不能接受到平面镜成的像。
学生表现出疑惑的表情。
学生讨论得出用玻璃板来代替平面镜。
思考交流方法,并上台用蜡烛进行演示。其他学生再活动找像。
活动并认识到像与物体是左右相反。
学生讨论:
(1)可用刻度尺分别测量替代物和物体到平面镜的距离并进行比较。
(2)可用方格纸,很方便地比较出物体和像到平面镜的距离关系。
有目的地自主实验研究,并记录数据。
小组代表上台展示各自的探究数据和结果。
学生归纳得出平面镜成像的特点
原来台上的学生不能知道,其他的学生上台帮忙(用平面镜转动到与水平面约为45度角时,第一位学生能够看到藏着一位同学。
学生观察并思考。
设计意图:
魔术的奥秘在于人们不知其究竟;而物理学的奥秘在于不断的思考、实践与积累――激发学生兴趣,活跃课堂气氛
通过用眼观察,用手接触,发现问题;鼓励学生敢于猜想,并能说出猜想理由,
用凸透镜成像在光屏仅仅是让学生了解所成的像有两种情形。一种是光屏能接受的实象(仅介绍);另一种是人眼能看到但光屏无法接受的像是虚象。(这样就很自然,而不唐突)
让学生的认知发生冲突,更能激发学生的探究欲望;探究过程不仅是实验活动,更是思维的活动,这里通过物理的比较和数学的等量代换知识,让学生体会到替代物和像完全重合,不仅找到了像的位置,而且还确定了像的大小。
学生亲自活动所知平面镜所成的像与物体相反,让学生自己参与,既活跃了课堂气氛,又让学生加深了印象,可以让学生在玩的过程中学到了知识,这样会收到很好的效果。
蜡烛是放在方格纸的方格中间还是轴线的中点?让学生展开讨论,并选择放在方格中的最佳方法,同时还锻炼了学生的思维。
有些同学在方格纸上还用笔做了物体和像的位置的记号,很有创意,一目了然,并且对研究得出物体和像成轴对称提供了有力的证据。
三组小组的代表上台将方格纸用实物投影来展示研究成果。气氛热烈,充分发挥了自主探究的意识以及培养了学生在实验探究过程中的创新精神,并培养学生的归纳总结的能力。
让学生上台利用平面镜“找人”既激发了学生的兴趣,又很自然的过度到古代的“潜望术”和现代的潜望镜。让学生对刚才同学们的这一活动原来还有如此重要的应用,深深体会“生活、物理、社会”的紧密联系。
课堂小结:
通过这一节课的学习,当你再在平面镜中看到“另一个你”时,会有什么新的感受?
(1)平面镜所成的像是虚像,实物在镜前,虚像在镜后;(2)像与物等大且正立;(3)虚像和实物所在位置的连线与镜面垂直;(4)虚像和实物到镜面的距离是相等的.
易错点:人走面镜时,人的像变大.正确的应是人走面镜时,人与平面镜的距离变小,像与平面镜的距离也变小,像的大小不变.
比较:实像与虚像
实像指从物体发出的光线,经过光具后实际的光线相交所成的像.实像可以在光屏上呈现出来,能用底片感光.
虚像是从物体发出的光线经过光具后,实际光线没有会聚,而是发散的光线的反向延长线的交点会聚而成的像.虚像不能在光屏上呈现出来.无论实像还是虚像,人眼都能够观察到.
二、依据平面镜成像的规律作图
(1)类型:①已知物和镜画像;②已知像和镜画物;③已知物和像画镜.
(2)注意:物用实线,像及物像连线用虚线,镜面要打斜线.
(3)具体作法:①根据反射定律作图:从物点任意画两条光线射向平面镜,根据反射定律作其反射光线,两条反射光线的反向延长线的焦点,即为虚像点.②根据平面镜成像特点作图(对称性).
三、例题分析
例1如图1所示,将一支铅笔与平面镜成45°角放置,则它在平面镜中所成的像与铅笔的夹角是 .
解析铅笔在平面镜中所成的像与铅笔是关于镜面对称的,像与镜面的夹角也是45°.因此像与铅笔的夹角为 90°.
例2一个人由远处走向一块竖直悬挂着的平面镜,他在镜内所成的像().
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.大小不变 D.大小由平面镜大小决定
解析平面镜成像,像和物的大小相等,应选C.
点拨平面镜成像的规律是:像与物大小相等,像与物到镜面的距离相等.
例3如图2所示,S是发光点,S′是S在平面镜中的像,L是射向平面镜的一条入射光线,在图中画出平面镜的位置和L的反射光线.
解析由平面镜成像的特点可知,平面镜在物点S与像点S′的中垂线上,由此找到平面镜的位置,又由平面镜成像的原理可知反射光线反向延长线通过像点,则连接S′O并延长. 如图3所示.
点拨本题利用了平面镜成像的规律――像、物关于平面镜对称,首先找到平面镜的位置,再根据成像原理――反射光线反向延长过像点,作出反射光线,这种解题的思路多应用在平面镜成像作图中.
例4如图4所示,在探究平面镜成像规律时,在水平桌面上将一支点燃的蜡烛放在薄玻璃板前,然后把另一支同样大小未点燃的蜡烛放在它的后方的桌面上并移动,使它跟点燃的蜡烛在玻璃板中成的像.操作中小明在桌面上无论怎样调整后方的蜡烛,都不能与像重合,其原因可能是
.他经过调整后,找到了像的位置,发现像到镜面的距离和点燃的蜡烛到玻璃板的距离 .将白纸放在像的位置时,在白纸上没有出现蜡烛的像,说明平面镜成的像是像.
一、教学目标
1.能描述平面镜成像的特点。
2.通过实验,探究平面镜成像的特点。
二、重点难点
1.探究平面镜成像特点,感受探究的各个环节。
2.虚像的概念。
三、学情分析
本节是在学习了光的传播和光的反射的基础上,对光的反射的延伸,是光的重要组成部分,它与学生的生活实际联系十分密切。大部分学生对平面镜成像有比较丰富的感性认识,但这个认识中由于视觉的问题存在一个误区“物体离平面镜越远像越小”,在实验中,要让学生通过观察实验现象把此问题纠正过来。教学中,要通过探究过程培养学生实事求是的科学态度。
四、教学过程
【活动一:识标】
展示学习目标(课前书写在黑板上出示)
1.了解平面镜成像的特点。
2.会应用凸透镜成像的规律解决问题。
【活动二:导学】
一、导入(2分钟):
猜谜语:生活中有一样东西,你对着它哭它也哭,你对着它笑它也笑。同学们猜猜它是什么呢?
1.欣赏自然界中的镜子:PPT演示桂林山水、云南大理寺白塔。
2.平静的湖水像一面镜子,把山水都倒影在里面,那么在生活中镜子有哪些呢?
二、自学( 8分钟):
镜子是生活中最常见不过的东西了,每天早上起床洗漱完毕,第一件做的事情就是照镜子,观察自己的仪表,但同学们有没有思考过一件事,镜子里为什么会有一个“一摸一样”的你呢?同学们通过自主学习,完成自学问题:
1.镜子里的像是怎样形成的?
2.平面镜所成的像是实相还是虚像呢?
教师点拨:平面镜成像实质是光的反射。
三、讲解平面镜成像的原理:(步骤)
(1)如右图有蜡烛光源S,S发出的光在同种均匀的介质中沿 传播。S发出的光线遇到镜面会发生 射。
(2)作图:根据反射定律完成光路图。
(3)分析:当人眼在如左图所示的方向看时,光线进入人眼,人眼看的时候就认为光线是从前方S’传来的,就 在镜子里面看到了S的像。
(4)解疑:从上面的分析我们可以看出,光通过镜子反射(拐弯)进入了人眼,而人眼没能判断出光线“拐弯”了,只认为光线是从前面直线传播传来的,即认为光线是从S’发出的,所以就看到了镜子中的像。(像这样由光的反向沿长线所构成的像叫虚像)
教师提问:1.镜子里面是不是真的有一支蜡烛?看到镜子里面的像是 像。
2.平面镜成像实质是光的 形成的。
【活动三:小组合作探究】( 25分钟)
一、演示水中燃烧的蜡烛,通过水中燃烧的蜡烛激发学生的探究欲,为学生实验方案的得出引路
二、向学生示范并说明探究活动的目的和做法
前一环节我们初步了解了平面镜成像的原理,那么平面镜所成的像与物体之间究竟是什么样的关系呢?我们需要设计实验来验证。
1.实验探究目的:像与物体之间的大小有什么关系?像和物体到镜面之间的距离有什么关系?
2.步骤演示:
①如下图,将一张8开的白纸用透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置。
④在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线,把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直。
⑤把测量结果填写下表中。
三、学生分组实验
以上把教材的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于知识的学习,也有利于能力的培养。
学生:以四人一组,由小组长带队,各成员分工协作。
教师:1.针对交流中暴露的问题要加以强调。
2.强调一些重要的步骤和操作技巧,比如:
(1)玻璃板要与镜面垂直。
(2)如何找出像的位置(物体放好后,从那一边观察)。
(3)如何判断物体与像完全重合。
(4)提醒学生多次变换蜡烛的位置,结论要建立在多组实验的基础上。
(5)教师在学生分组实验的过程中,注意巡查、跟踪指导。
【活动四:展示交流】
学生:1.通过合作探究学习后,组与组之间相互交流实验结论。
2.学生小组发言人上讲台向全班展示探究方案和结论。
实验器材:透明的平板玻璃、黑纸、两个相同的物体(如蜡烛)、橡皮泥2块、三角板以及刻度尺、铅笔.
实验方法:
1.如图1所示,将黑纸平放在桌面上,取一块玻璃板竖直立在黑纸中间,两下角用橡皮泥粘好.
2.点燃一支小蜡烛,竖直立在玻璃板前面的黑纸上,这时从蜡烛这边向玻璃板看去,可以看到玻璃板后有点燃的蜡烛像.
3.将另一支同样的但未点燃的蜡烛放到玻璃板后面,改变它的位置,直到从玻璃板前面各个角度看玻璃板后面,这支蜡烛都与点燃了的蜡烛的像重合为止.
4.用一张白纸放在玻璃板后蜡烛处(移去这支蜡烛),用眼睛直接观察白纸,看纸上有没有点燃的蜡烛的像.平面镜所成的点燃的蜡烛的像是实像还是虚像?
5.用粉笔画下玻璃板及玻璃板前后两支蜡烛所在的位置.移去玻璃板,通过两支蜡烛所在位置的圆心做一条直线,用刻度尺测量出两支蜡烛的圆心到玻璃板的距离.用三角板的直角测量通过蜡烛圆心的直线与玻璃板是否是直角.
6.改变玻璃板和蜡烛的位置,重复测量上述数据两次,填入下表中.
7.分析所得到的数据,对于像和物体的连线与镜面是否垂直,以及它们到镜面的距离是否相等,可以得出以下结论:
①镜像不能用光屏承接,因此所成的像是 像.
②平面镜成 虚像.
③像和物的连线 于平面镜.
④像到平面镜的距离等于
的距离.
⑤像和物关于 对称.
⑥像和物的大小 ,但是左右 .
实验事项:
1.黑纸是为了改善背景,以便容易找到像的位置.
2.实验中物体的尺寸可大可小,主要由玻璃板的尺寸决定,若玻璃板小,其他物体的尺寸相应也应该小一些.橡皮泥可用黏土代替.
3.实验中要注意逐步总结出平面镜成像的规律.
平面镜成像原理
一、教学目标:
1、通过比较、观察实验,认识镜子主要的几种类型:平面镜、凸面镜、凹面镜。
2、借助实验,了解不同镜子的主要特点。
3、认识不同镜子在生活中的主要作用。
二、教学重点:
认识三种镜子的特点。
三、教学活动:
活动一、游戏:照镜子。
活动目标:
通过猜谜语、观察等活动认识平面镜。
通过照镜子的游戏对“像”的概念有一个感性认识。
活动器材:
平面镜、铅笔、苹果、玩具。
活动过程:
1、猜谜语:
2、观察:平面镜镜面的特点,认识平面镜。
3、游戏:照镜子
(1)观察:当你面向镜子时,可以看到什么?
把铅笔、苹果、玩具等放在镜子前面,可以看到什么?
(2)讨论:镜子里真的有人吗?有铅笔、苹果、
玩具吗?那你看到的是什么?
(3)交流小结:我们在平面镜里看到的是物体的像。
活动二、探究平面镜的成像规律。
活动目标:
1.通过观察、实验,认识平面镜的成像特点。
2.通过小组活动和交流,培养学生的合作意识。
活动器材:
平面镜、半个图案的图形、书本、少了鼻子的女孩像、纸鼻子、两面镜子
活动过程:
1、魔术:变图案
(1)讨论:用什么简便的办法能把半个图案画变完整?
(2)设计方法并交流:
(3)比一比:谁的办法最好。
(4)观察:物体与镜子里的像有哪些地方是一样的?
(5)交流:游戏中的发现
(6)归纳小结:像的形状、大小、颜色和物体的形、大小、颜色一样。
2、游戏:照镜子
(1)用镜子照自己的脸,拉右边的耳朵,看
一看镜子里的你是拉哪一边的耳朵?
(2)把《科学与技术》这本书,对着镜子观察镜子里的字、图案方向有什么变化?
(3)交流:游戏中的发现
(4)归纳小结:像的方向和物体的方向左右相反。
游戏:贴鼻子
(1)分组讨论:黑板上的小女孩脸上少了鼻子。人站在黑板前,在看不见这张脸的情况下,你们有什么办法能准确地给她贴上鼻子。
(2)设计方法
(3)比赛
出示:两面镜子。
交流:怎样做才能看到更多的像?
实验:活动记录P9,边做实验边记录。
小结:两面平面镜成的像与它的角度有关,角度越小成的像就越多,角度越大成的像就越少。
活动三:探究不同镜子的特点
活动目标:
1、借助实验,了解不同镜子的主要特点。
2、认识不同镜子在生活中的主要作用。
活动器材:
平面镜、凸面镜、凹面镜、手电筒、笔套、垫板、涤纶纸等。
活动过程:
出示:平面镜、凸面镜、凹面镜。
比较:观察“平面镜、凸面镜、凹面镜”有什么不同点。
比较:平面镜、凸面镜哪个观察到的范围更广。
实验:用光照三种镜子,它们的反射光相同吗?
讨论:这些镜子在生活中都有哪些用处?
【关键词】初中物理 凸透镜 成像规律 课堂探究
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0182-02
一、通过分析小孔成像,初步建立实像的概念
在我们的物理教材《光的传播》一节后有这样一道关于小孔成像的习题:在空的易拉罐的底部中央,用钉子敲个小孔,罩上一层塑料薄膜,这样就制作成了一个针孔照相机。利用它观察窗外的景物,你看见了什么?记下所成像的特点,并试着加以解释。针对这道习题,教师可以将学生进行分组,让学生按小组在课下制作好实验装置,并制造的针孔照相机观察窗外的景物,记录下看到的景物的像的特点。在课上,学生要汇报课下实验情况,并展示实验的结果,通过观察不难发现,观看窗外的景物时,学生只能看到倒立、缩小的实像。然后教师要根据学生实验情况适当拓展题目,用点燃的蜡烛代替景物,调整烛焰到小孔之间的距离,让学生观察成像的特点变化,最终总结出像距和物距与成像特点之间的关系,给学生在脑海中初步建立一个实像的概念,为讨论分析凸透镜成像规律打下基础。
二、重视平面镜成像,初步建立虚像概念
平面镜成像知识虽然比较简单,但教师要充分重视平面镜成像教学。因为平面镜成像使学生第一次接触了虚像的概念,只有打好基础才能更好地更深入地学习凸透镜成像规律。有了平面镜成像的知识基础,在进行凸透镜成像规律教学时,教师可以将平面镜成像与凸透镜成像进行对比讲解,让学生了解两者的区别,从而使学生所学的知识形成一个完整知识结构。无论是小孔成像还是平面镜成像都是研究凸透镜成像的基础,做好这些知识储备,才能更好地学习凸透镜成像。
三、精心设计凸透镜成像课程教案
在设计凸透镜成像的教案时,首先要选对教学方法,物理规律的教学比较适合用探究式的教学方式,但如何让学生顺利地探究出凸透镜成像的规律,还需要教师全面考虑各个概念的前后联系,精心进行教学设计。选好教学方法后,教师还要考虑课堂实验要采用什么实验器材;如何创设情境,引导学生提出问题;需要观察到哪些现象;记录哪些实验的数据;怎样引导学生讨论分析数据得出结论等教学会遇到问题。本节课中,讨论分析数据是的重点和难点,直接让学生自己进行分析,学生很难得出正确的结论,教师要引导学生对实验数据进行分析总结,以便得出正确的凸透镜成像的规律。
四、深入分析凸透镜成像的规律
在课堂教学中,教师可以通过画光路图,给学生展示凸透镜成像的连续变化规律,学会画不同物距的凸透镜成像的光路图,可以使学生对凸透镜成像的规律掌握的更加牢固。在总结成虚像还是实像时,要让学生自己观察物距连续变化时,像和像距的变化规律,并找出一倍焦距和两倍焦距这两个特殊位置,分析这两个位置的特殊意义。
凸透镜的成像可以从正立或倒立、缩小或放大、虚像或实像三个方面来描述,这些就是凸透镜成像性质,教师要引导学生根据成像的虚实、像距和物距的关系、像距大小和像大小之间的关系、物距与像大小之间的关系等,引导学生从凸透镜成像的过程出发,总结归纳凸透镜成像的性质和规律,并灵活地运用它们解决具体问题,以便更好地掌握凸透镜成像知识。
将凸透镜成像与小孔成像、平面镜成像比较可以找出它们的异同点。凸透镜成像是光经过折射形成的像,可以分为以下几类:小于一倍焦距时,成正立放大的虚像;等于一倍焦距时,成平行光不成像;大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立放大实像;等于二倍焦距时,成倒立等大实像;大于二倍焦距时,成倒立缩小实像。小孔成像证明的是光沿直线传播,成的是倒立的实像。而平面镜成像的特点是像与物大小相等,像到镜面的距离与物到镜面的距离相等。所以只有凸透镜所成的像为实像时,与小孔成像现象相同。
五、认真解答课堂上学生遇到的问题
凸透镜成像一课中涉及到的实验探究,并且是教学中的难点,在课堂教学中学生难免会遇到这样那样的问题,如:学生在做凸透镜成像的实验时,很可能会遇到像不能呈现在光屏上,或不能在光凭中央等问题。此时,教师就要耐心教给学生调节的方法,并强调实验前调节的重要性。在操作技巧方面,教师要给学生做好正确、标准的示范,引导学生正确实验。在探究思考时,要鼓励学生讨论分析实验数据,独立思考,得出结论。
六、适当应用多媒体进行辅助教学
在课堂教学中,为了便于总结凸透镜成像的规律,教师可以适当利用多媒体进行辅助教学,通过课件演示凸透镜成像的过程。用鼠标拖动光源,随着光源移动让学生观察凸透镜成像的大小、正倒,还有像距、物距发生的变化,多媒体呈现的动态效果一目了然,可以给学生留下深刻的印象。学生可以将自己的实验结果和演示效果进行对比,并讨论分析出凸透镜成像的规律。
七、及时做好课堂反馈
在课堂上教师要给学生留出一定时间,让学生进行课本知识的巩固并进行问题反馈。教师可以将学生分组,让学生以小组为单位互相进行提问测试,并统计测试结果,使学生能够及时了解自己的学习情况。教师通过反馈信息也可以及时了解授课效果的好坏,并针对集中存在的问题进行必要的巩固和矫正。
总之,对于整个光学部分的教学,教师要注重教学策略,总揽全局,强调把握基本概念和性质,并找准性质、规律之间的联系。让学生集中精力完成实验、分析数据、总结规律,保证每一个学生都能真正掌握凸透镜成像的规律。
参考文献:
[1]宋尚雪. 探究凸透镜成像规律及其应用 2011年11期
[2]刘连印. 谈凸透镜成像规律的教学 2012年04期
[3]张东华.浅谈“探究凸透镜成像规律”的教学处理 2012年01期
1.关于声现象下列说法正确的是( ),
A.只要物体在振动,我们就能听到声音
B.利用声波可以探测月球到地球之间的距离
C.声音在不同的介质中传播速度都相同
D.利用回声可以探测海底深度
2.下列现象中由于光沿直线传播形成的是( )。
A.平静水面中的倒影
B.月光下的树影
C.在影剧院里放电影
D.看见别人的背影
3.码头边轮船的汽笛声传得很远,这是因为( )
A.汽笛声传播的速度大
B.汽笛声的音调高
C.汽笛声的响度大
D.汽笛声的音色好
4.入射光线与镜面的夹角为35°。转动平面镜使入射角增大5°,则入射光线与反射光线的夹角是()。
A.110° B.120° C.95° D.100°
5.把高为2cm的发光棒立于焦距为5cm的凸透镜前,在光屏上呈现4cm,高的像,物体距离凸透镜的距离可能是( )。
A.4.5em
B.7.5em
C.10cm D.12.5cm
6.“假如声音传播的速度为1m/s,我们周围世界会有怎样的变化?关于这一问题某同学提出四个场景,其中不正确的是( )。
A.教室内的学生能更清楚地听到老师的讲话声
B.汽车喇叭不能再起到原来的作用
C.我们听到万米高空传来的飞机声时。却看不见该飞机
D.管乐队在会场的演奏效果将变差
7.正常的眼睛能将物体的像始终呈现在视网膜上,从而看清远处或近处的物体,这是由于( )。
A.不断改变像距,使像呈现在视网膜上
B.不断改变物距,使像呈现在视网膜上
C.同时改变物距和像距,使像呈现在视网膜上
D.不断改变晶状体形状,使像呈现在视网膜上
8.观赏水面风景照片时,总发现景物的倒影比本身暗一些,这是由于( )。
A.冲洗照片质量有问题
B.倒影比真实景物的清晰度差
C.光线被反射掉一部分
D.入射水面的光线有一部分折射入水中
9.控制噪声是城市环保的项目之一,下列哪一项措施不能减弱噪声?( )
A.在市区安装噪声检测仪
B.在汽车的排气管上装消音器
C.在城市道路两旁植草栽树
D.在高噪声厂房工作的人员戴上耳罩。
10.焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立放大的像,若保持凸透镜位置不变,把烛焰和光屏的位置对调一下,则( )。
A.光屏上仍能得到一个倒立放大的像
B.光屏上得到一个倒立缩小的像
C.透过透镜可观察到一个正立放大的像
D.光屏上没有像,需调节光屏位置才能成像
11.一条光线由空气斜射入水中,入射角为40。,在水面处同时发生反射和折射,此时反射光线和折射光线的夹角的大小一定( )。
A 小于40°
B 大于40°而小于80°
C 大于100°而小于140°
D 大于80°而小于160°
12.小华在光具座上做凸透镜成像的实验,当光屏、透镜和烛焰的相对位置如图l所示时,恰好能在光屏上得到一个清晰的像,由此判断,他选用的凸透镜的焦距( )。
A 一定大于30cm
B 一定小于8cm
C 一定在8cm到15cm之间
D 一定在15cm到30cm之间
二、填空题(每空1.5分,共45分)
13.声音是由物体振动而产生的,人讲话是靠――振动而发声,笛子发出的声音是由于――振动产生的,蜜蜂是靠――振动而发声,通常情况下我们听到的声音是通过______这种介质传入耳朵的,
14.在物理学中,对声音特征的描述有“音调”“响度”“音色”这些词语,请在下列横线上选填这些词语,“震耳欲聋”是形容声音的______“悦耳动听”是形容声音的____“脆如银铃”是形容声音的_____。
15.一部科幻电影中有这样的场面:一艘飞船在太空中遇险,另一艘飞船在前去营救的途中,突然听到遇险飞船的巨大爆炸声,然后看到爆炸的火光,请你给导演指出这个场景中的两处科学性错误:
(1)_________________________
(2)_________________________
16.“当地球遮住太阳的光线,月亮便走进了地球的阴影”,这是某影片中的台词片段,它描述的是________(选填“日食”或“月食”)此现象可以用________原理来解释。
17.一个身高为1.7m的人站在平面镜前2m处,此时,他与自己的像之间的距离为________m,像高为_______m,当他远离平面镜时,镜中像的大小将_______(选填“变大”“变小”或“不变”),把平面镜放到原来像的位置,则他与像之间的距离为________m。
18.一束光线与平面镜成350角入射,则反射光线与入射光线的夹角为_________若入射光线不变平面镜转过15°,反射光线转过_________,若光线垂直射向平面镜,其反射角为_______,平面镜使光的传播方向改变________(填度数)。
19.如图2,鱼缸里只有一条金鱼,而眼睛从A点可以观察到两条,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大,前者是由于光的。形成的________像(选填“虚”或“实”),后者是由于鱼缸的_________侧部分(选填“左”或“右”)等效凸透镜而形成的_________像(选填“虚”或“实”)。
20.近视眼只能看清_________处的物体,而看不清一处的物体,其原因是晶状体太_______,对光线的折射能力太_______。使得来自远处的光会聚在视网膜_________。如果在眼前放一个_________镜,利用其对光线的_______作用的特点,使光线会聚在视网膜上,人便可看清物体。
三、作图题(每题6分,共12分)
21.如图3所示,发光点S在平面镜MN中的像为S1,当平面镜转过一定角度后,它的像为S2,请你利用平面镜成像特点,画出转动后平面镜的位置,
22.如图4所示,光线a是入射光线,经过一个光学元件后,出射光线为b,请在a、6光线之间,加上一个适当的光学元件使光路成立,(画出两种光学元件)
四、实验题(共19分)
23.(8分)如图5是探究“平面镜成像特点”的情景:竖立的玻璃板下方放一把直尺,直尺与玻璃板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧直尺上,以A蜡烛为成像物体。
(1)为了便于观察,该实验最好在
(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行:另外,采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A的蜡烛像的同时,也能观察到。巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。
(2)点燃A蜡烛,小心移动蜡烛直到与A蜡烛火焰的像接上为止,这时发现像与物的大小________;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置可发现,像与物的连线与玻璃板______,像和物到玻璃板的距离
(3)为了验证上述成像特点是否可靠,你认为下一步应如何操作?
24.(11分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:(P点是二倍焦距处)
(1)首先要知道所选用的凸透镜的焦距。如果未知,可以粗略测量,将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,直到光屏上出现一个______,它与凸透镜______的距离即为凸透镜的焦距____________。
(2)实验中________放在光具座中间,要通过调节使透镜中心、烛焰中心、光屏中心三者在_______这样做的目的是__________。
(3)在实验中,某小组还没有把像调到最清晰就开始读数,这样操作会影响(选填“物距”或“像距”)的测量,
(4)如图6所示,在光屏上得到了烛焰清晰的像,但像的位置偏高,你的解决方法是_________________________________。