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關鍵詞:物理實驗;實驗過程;平面鏡
中圖分類號:G652 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)07-212-01
物理是以實驗為基礎的一門科學,在反復的實驗過程中同學們會出現各種各樣的想法,這些想法千奇百怪,其中也不乏有些好的有創意的金點子,現在想想有時候知識目標并不是最主要的,也許若干年后,他們雖然已經忘了你講的物理知識,但是留給他們的物理方法和科學理念是受益終身的,所以重點是對每一位學生發現解決問題的過程中科學方法和能力的培養,要讓每一位同學都動起來,培養動手能力的素養,營造一個和諧有趣的課堂氛圍,要讓每一位學生認識到:不要以為物理只屬于那些高深莫測遙遠的物理學家們。物理其實是屬于每一個普通人的,就像音樂不僅僅屬于音樂家一樣。本次平面鏡實驗的教學改進也不是我一個人的功勞,多虧了善于動腦的同學們,是他們給了我研究教學改進的靈感,下面簡單的談談我對平面鏡成像實驗的教學改進方法:
平面鏡是同學們生活中常見的日用品,大家對它的成像特點已經有了一定的了解,所以在處理本節課時,可以先喚醒學生們已獲得的生活經驗,然后再經過實驗總結出平面鏡的成像規律,人教版八年級物理(上)第二章第三節平面鏡成像實驗傳統教學常用玻璃板來代替平面鏡。因為采用玻璃板代替平面鏡,雖然成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到A蠟燭的像的同時,也能觀察到B蠟燭,巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題。為了更清晰的看到“鏡”中的像,我們要求玻璃前的物體要盡可能的亮,而環境要盡可能的暗。而玻璃后的物體也要盡可能的亮,環境要盡可能的暗。所以平面鏡成像實驗適合在較暗的環境下進行。
平面鏡能改變光的傳播路線,但不能改變光束性質,即入射光分別是平行光束、發散光束等光束時,反射后仍分別是平行光束、發散光束。由物體任意發射的兩條光線,經過平面鏡反射,射入眼睛。人眼則順著這兩條光線的反向延長線看到了兩條線的交點,即我們在平面鏡中看到的像,但是平面鏡后面是沒有物體的,所以物體在平面鏡里成的是虛像(平面鏡所成的像沒有實際光線通過像點,因此稱作虛像);像距與物距大小相等,它們的連線跟鏡面垂直,它們到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。成的是正立等大的虛像。
這樣進行實驗雖然比較規范系統,但是對于初中的學生來說卻顯得很枯燥乏味,把簡單的問題變得復雜難以理解。因為這個天天都能見到的日用品再普通不過了,顯然沒有什么新意和樂趣可激發學生的興趣。所以在教學處理上我是這么做的:
先設計一個情景劇,在黑板中間畫一條豎線把它假想成平面鏡,然后找兩位同學上來分角色扮演實物和鏡子里的像,“物體”先動一步,然后“虛像”根據他的變化做出相應的變化,(如敬禮,向前一步走,左轉等簡單動作)然后全班同學一起來進行觀察,得到初步的成像規律,即物體和像到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。通過再現這個生活情境,有效的激發了學生的學習興趣,使同學們帶著疑問,充滿好奇的開始進行科學探究活動。
然后通過實驗來進一步得出具體的規律:
改進方法如下:
一、玻璃的邊緣比較鋒利,為了避免實驗過程中傷到同學們,所以需要把邊緣打磨,玻璃不能太厚,因為兩個分界面會產生兩個虛像,而且還會發生折射,產生較大誤差,對實驗有干擾,不易區分。
二、以往的實驗過程周圍的環境比較復雜,易造成視覺的誤差,所以這次試驗我選擇實驗環境暗的地方,并且背景換成了墨綠色的桌布,而且下面的紙采用方格紙,便于觀察并做出實驗的標記。
三、玻璃板要與桌面保持垂直。這個實驗的前提條件先不給出,讓同學們自己去做,然后發現玻璃板與桌面不垂直的情況下,無論怎么移動玻璃后的物體都不能與像重合,這時由學生們自己歸納總結出要鏡面與桌面垂直,為了使玻璃板與桌面垂直,這次試驗中鐵架臺發揮了作用,將玻璃板懸掛起來即可解決這個問題。
四、傳統實驗用蠟燭去做實驗,觀察一段時間后,蠟燭因為燃燒會變短,而且會有很大的味道,實驗過程中點燃蠟燭有明火,而且每個桌上都要有抹布,需要注意很多安全事項,實驗中存在一定的安全隱患,而且兩只蠟燭的形狀也不一定相同。所以本次平面鏡成像實驗采用LED燈取代蠟燭,用同樣的LED燈拼成“E”字,分別為等大的兩盞,小一點的一盞,大一點一盞,共四盞燈。靠近觀察同學一側的是等大的其中一盞燈,并且讓它發光,而另一側用不同的燈去跟它的像重合,這里要注意:遠離觀測同學的LED燈要處于關閉狀態,這樣可以增強反射光線使虛像更加明顯。有利于比較像與實物的形狀大小及位置關系。
集體備課組成員:仲沛東,葛志華,彭榮生,姜第林,梅震,王小林,蔣志娟,畢云水。
教學目標:
1.知道平面鏡成像特點,并用來解釋簡單現象。
2.知道平面鏡成像原理和虛像的概念。
3.知道平面鏡的應用。
4.介紹我國古代的平面鏡,對學生進行愛國主義教育。
教學重點難點:
重點:平面鏡成像特點,
難點:平面鏡成像原理和虛像的概念
教學設想:
讓學生在課后制作一個潛望鏡。
教具準備:
演示器械、平面鏡、潛望鏡。
教學過程:
一、導入新課
日常生活所用鏡子的反射面是平的,叫做平面鏡,從平面鏡中可以看到鏡前物體的像,你知道平面鏡成像有什么特點嗎?那我們就用實驗來找出平面鏡成像的特點。
二、課堂實驗
1.學生實驗:
教師先介紹實驗器材,做課本P67“做一做”的實驗。將玻璃作為平面鏡豎直立在桌上,在玻璃板前、后各放一支相同的粉筆A、B。
實驗步驟:
①移動玻璃板后的粉筆B,使它與粉筆A在玻璃中所成的像重合,這時粉筆B的位置就是粉筆A在平面鏡中所成的像的位置。
②移開粉筆B,用白紙做屏幕放在該位置上,直接觀察白紙,紙上能否出現粉筆的像?
得出結論:白紙上沒有棋子的像,平面鏡所成的像是虛象。
提問:(1)平面鏡所成的像的大小與物體的大小有什么關系?
(2)像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離是否相等?
2.學生再次進行實驗:
①觀察并比較像與物體(粉筆)的大小;
②用刻度尺分別測出粉筆A和粉筆A的像到玻璃板的距離,并加以比較。……
③學生之間相互交流與評價得到的結論。
學生發言,教師總結:平面鏡所成的像是虛象;像的大小與物體的大小相等;像與物體到平面鏡的距離相等。(平面鏡成像規律)
教師補充說明:
把像和物體的位置用直線連接起來,它們的連線與玻璃垂直。
三、講授新課:
根據平面鏡成像規律,我們來看一下,怎樣畫出物體在平面鏡中所成的像:
教師舉例并演示:作AB在平面鏡中的像。(利用平面鏡成像規律作圖,如課本P68圖3-39)
(課本P68圖3-39)
教師補充說明:物體與自己在平面鏡中所成的像,在平面上表示,其實是關于表示鏡面的直線成軸對稱的。
四、課堂練習
學生利用平面鏡成像規律畫一些物體在平面鏡中成的像。教師適當指導,講解。
五、聯系實際,生活實例
平面鏡的應用:
1.古代婦女對著銅鏡梳妝。。
2.舞蹈演員利用平面鏡觀察和矯正自己的姿勢。
3.某些店里利用平面鏡擴大視野空間。
……(學生看課本P69,并思考,舉例)
教師說明:平靜的水面、光亮的金屬、平板玻璃也能看作是平面鏡。
(適當涉及“光污染”的有關實例的知識。)
六、課堂小結
(1)教師聯系課本P70“生活、物理、社會”對凹面鏡與凸面鏡的知識稍做講解。
(2)學生思考與作業P70“*”中的題目。并完成《學習指導》、《課課練》上的相應習題。
設計思路
本節提到的教學模式,其核心有兩點:教學求創新和學生為主體。
“興趣是最好的老師”。由于學生在生活中對平面鏡司空見慣,照本宣科很難引起興趣。本課在導入新課時采用了魔術表演的形式來激發學生的興趣,活躍了課堂氣氛。在介紹平面鏡成虛象時,打破了常規的教學思路,大膽地將一凸透鏡成像的情景展現給學生。這里用凸透鏡成像在光屏僅僅是讓學生了解所成的像有兩種情形。一種是光屏能接受的實象(僅介紹);另一種是人眼能看到但光屏無法接受的像是虛象。(這樣就很自然,而不唐突)
“探究過程不僅是實驗活動,更是思維的活動”。當學生找到像的位置后及時啟發學生通過物理的比較和數學的等量代換知識,讓學生體會到替代物和像完全重合,不僅找到了像的位置,而且還確定了像的大小。在研究平面鏡成的是左右相反的像時,讓學生自主設計小實驗來驗證;在研究平面鏡成像特點時,采用方格紙更加便于學生的探究。
讓學生上臺利用平面鏡“找人”既激發了學生的興趣,又很自然的過度到古代的“潛望術”和現代的潛望鏡。讓學生深深體會“物理與生活”的緊密聯系。
教學目標
1.知識與技能:
(1)知道平面鏡成像的特點。
(2)知道平面鏡成的虛像。
(3)知道平面鏡在日常生活中的應用。
2.過程與方法:
(1)經歷“平面鏡成像特點”的探究,學習對實驗過程中信息的記錄。
(2)觀察實驗現象,感知虛像的含意。
3.情感、態度與價值觀:
(1)在探究“平面鏡成像特點”中領略物理現象的美妙與和諧獲得“發現”成功的喜悅。
(2)培養實事求是的科學態度。
教學重點
經歷“探究平面鏡成像”的過程,知道平面鏡成像的特點。
教學難點
1、對虛像概念的理解;2、平面鏡成像中像的位置的確定及物與像的對稱關系。
教學方法
實驗探究法,合作學習法。
所需設備
魔術儲蓄罐、錢幣、平面鏡若干、度膜玻璃、兩個相同的蠟燭14組、打火機、光屏、白紙、方格紙、電腦多媒體輔助設備。
教師活動
新課引入:
魔術表演:教師將魔術箱全方位的展示給同學看,將開口的一面對著同學們,再用抽拉擋板將口封閉。
表演:展示魔術儲蓄罐,將紙幣從上面的投幣口投入魔箱。問學生看到的情況;然后,再在側面的投幣口投入一枚硬幣,再問學生看到硬幣了嗎?看到了幾個?
授課過程
(一)平面鏡
1、讓學生觀察課桌上的鏡子有什么特點?
2、讓學生通過平面鏡前后、左右移動觀察自己在鏡中的像,然后猜想平面鏡成像的特點可能有哪些?
3、出示并演示凸透鏡的成像讓學生觀察屏幕上有什么?
再讓學生用白紙看能否接受平面鏡成的像。教師對比得出虛象的定義。
4、要想研究這些猜想是否正確,首先要能夠找到像的位置,能否找到這樣一種器材既能成像,又能看到像那邊的東西?那又怎樣才能找到像呢?
(二)平面鏡成像特點
1、提問:有哪個同學能夠知道當我們找到像的位置的同時,我們已經驗證了其中一個猜想?
2、讓學生通過平面鏡觀察自己臉的像,并且閉上左眼,看平面鏡中的像閉上哪只眼?讓學生體會像與物體是左右相反。
3、我們如何來驗證像與物體到平面鏡的距離相等?
(三)學生自主探究
教師巡視指導:及時發現學生的閃光點和出現的問題,在巡視的過程中指導小組互評。
(四)討論交流
1、讓小組代表上臺分析自己的研究成果和研究思路。
2、引導學生歸納得出平面鏡成像的特點。通過多媒體動畫課件平動和轉動,讓學生體會平面鏡所成的虛象和物體成軸對稱。
(五)小活動
先請一位同學上臺來轉過身去,再在講臺的另一邊藏好一位同學,然后,再讓第一位同學轉過身來,并詢問他能否看到講臺的另一邊藏著什么?
教師:介紹,其實平面鏡的這種應用,早在古代人們就已經知道了;以及在軍事上的潛水艇的潛望鏡就是平面鏡成像的應用。
教師:用多媒體打出古人應用的圖片和潛水艇的視頻。
學生活動
學生觀察,并思考為什么?
學生觀察,討論并回答。
活動并提出各種猜想。
觀察并發現屏幕上能接收到倒立的像。
興趣盎然地進行活動,最后卻發現光屏上不能接受到平面鏡成的像。
學生表現出疑惑的表情。
學生討論得出用玻璃板來代替平面鏡。
思考交流方法,并上臺用蠟燭進行演示。其他學生再活動找像。
活動并認識到像與物體是左右相反。
學生討論:
(1)可用刻度尺分別測量替代物和物體到平面鏡的距離并進行比較。
(2)可用方格紙,很方便地比較出物體和像到平面鏡的距離關系。
有目的地自主實驗研究,并記錄數據。
小組代表上臺展示各自的探究數據和結果。
學生歸納得出平面鏡成像的特點
原來臺上的學生不能知道,其他的學生上臺幫忙(用平面鏡轉動到與水平面約為45度角時,第一位學生能夠看到藏著一位同學。
學生觀察并思考。
設計意圖:
魔術的奧秘在于人們不知其究竟;而物理學的奧秘在于不斷的思考、實踐與積累――激發學生興趣,活躍課堂氣氛
通過用眼觀察,用手接觸,發現問題;鼓勵學生敢于猜想,并能說出猜想理由,
用凸透鏡成像在光屏僅僅是讓學生了解所成的像有兩種情形。一種是光屏能接受的實象(僅介紹);另一種是人眼能看到但光屏無法接受的像是虛象。(這樣就很自然,而不唐突)
讓學生的認知發生沖突,更能激發學生的探究欲望;探究過程不僅是實驗活動,更是思維的活動,這里通過物理的比較和數學的等量代換知識,讓學生體會到替代物和像完全重合,不僅找到了像的位置,而且還確定了像的大小。
學生親自活動所知平面鏡所成的像與物體相反,讓學生自己參與,既活躍了課堂氣氛,又讓學生加深了印象,可以讓學生在玩的過程中學到了知識,這樣會收到很好的效果。
蠟燭是放在方格紙的方格中間還是軸線的中點?讓學生展開討論,并選擇放在方格中的最佳方法,同時還鍛煉了學生的思維。
有些同學在方格紙上還用筆做了物體和像的位置的記號,很有創意,一目了然,并且對研究得出物體和像成軸對稱提供了有力的證據。
三組小組的代表上臺將方格紙用實物投影來展示研究成果。氣氛熱烈,充分發揮了自主探究的意識以及培養了學生在實驗探究過程中的創新精神,并培養學生的歸納總結的能力。
讓學生上臺利用平面鏡“找人”既激發了學生的興趣,又很自然的過度到古代的“潛望術”和現代的潛望鏡。讓學生對剛才同學們的這一活動原來還有如此重要的應用,深深體會“生活、物理、社會”的緊密聯系。
課堂小結:
通過這一節課的學習,當你再在平面鏡中看到“另一個你”時,會有什么新的感受?
(1)平面鏡所成的像是虛像,實物在鏡前,虛像在鏡后;(2)像與物等大且正立;(3)虛像和實物所在位置的連線與鏡面垂直;(4)虛像和實物到鏡面的距離是相等的.
易錯點:人走面鏡時,人的像變大.正確的應是人走面鏡時,人與平面鏡的距離變小,像與平面鏡的距離也變小,像的大小不變.
比較:實像與虛像
實像指從物體發出的光線,經過光具后實際的光線相交所成的像.實像可以在光屏上呈現出來,能用底片感光.
虛像是從物體發出的光線經過光具后,實際光線沒有會聚,而是發散的光線的反向延長線的交點會聚而成的像.虛像不能在光屏上呈現出來.無論實像還是虛像,人眼都能夠觀察到.
二、依據平面鏡成像的規律作圖
(1)類型:①已知物和鏡畫像;②已知像和鏡畫物;③已知物和像畫鏡.
(2)注意:物用實線,像及物像連線用虛線,鏡面要打斜線.
(3)具體作法:①根據反射定律作圖:從物點任意畫兩條光線射向平面鏡,根據反射定律作其反射光線,兩條反射光線的反向延長線的焦點,即為虛像點.②根據平面鏡成像特點作圖(對稱性).
三、例題分析
例1如圖1所示,將一支鉛筆與平面鏡成45°角放置,則它在平面鏡中所成的像與鉛筆的夾角是 .
解析鉛筆在平面鏡中所成的像與鉛筆是關于鏡面對稱的,像與鏡面的夾角也是45°.因此像與鉛筆的夾角為 90°.
例2一個人由遠處走向一塊豎直懸掛著的平面鏡,他在鏡內所成的像().
A.逐漸變大 B.逐漸變小
C.大小不變 D.大小由平面鏡大小決定
解析平面鏡成像,像和物的大小相等,應選C.
點撥平面鏡成像的規律是:像與物大小相等,像與物到鏡面的距離相等.
例3如圖2所示,S是發光點,S′是S在平面鏡中的像,L是射向平面鏡的一條入射光線,在圖中畫出平面鏡的位置和L的反射光線.
解析由平面鏡成像的特點可知,平面鏡在物點S與像點S′的中垂線上,由此找到平面鏡的位置,又由平面鏡成像的原理可知反射光線反向延長線通過像點,則連接S′O并延長. 如圖3所示.
點撥本題利用了平面鏡成像的規律――像、物關于平面鏡對稱,首先找到平面鏡的位置,再根據成像原理――反射光線反向延長過像點,作出反射光線,這種解題的思路多應用在平面鏡成像作圖中.
例4如圖4所示,在探究平面鏡成像規律時,在水平桌面上將一支點燃的蠟燭放在薄玻璃板前,然后把另一支同樣大小未點燃的蠟燭放在它的后方的桌面上并移動,使它跟點燃的蠟燭在玻璃板中成的像.操作中小明在桌面上無論怎樣調整后方的蠟燭,都不能與像重合,其原因可能是
.他經過調整后,找到了像的位置,發現像到鏡面的距離和點燃的蠟燭到玻璃板的距離 .將白紙放在像的位置時,在白紙上沒有出現蠟燭的像,說明平面鏡成的像是像.
一、教學目標
1.能描述平面鏡成像的特點。
2.通過實驗,探究平面鏡成像的特點。
二、重點難點
1.探究平面鏡成像特點,感受探究的各個環節。
2.虛像的概念。
三、學情分析
本節是在學習了光的傳播和光的反射的基礎上,對光的反射的延伸,是光的重要組成部分,它與學生的生活實際聯系十分密切。大部分學生對平面鏡成像有比較豐富的感性認識,但這個認識中由于視覺的問題存在一個誤區“物體離平面鏡越遠像越小”,在實驗中,要讓學生通過觀察實驗現象把此問題糾正過來。教學中,要通過探究過程培養學生實事求是的科學態度。
四、教學過程
【活動一:識標】
展示學習目標(課前書寫在黑板上出示)
1.了解平面鏡成像的特點。
2.會應用凸透鏡成像的規律解決問題。
【活動二:導學】
一、導入(2分鐘):
猜謎語:生活中有一樣東西,你對著它哭它也哭,你對著它笑它也笑。同學們猜猜它是什么呢?
1.欣賞自然界中的鏡子:PPT演示桂林山水、云南大理寺白塔。
2.平靜的湖水像一面鏡子,把山水都倒影在里面,那么在生活中鏡子有哪些呢?
二、自學( 8分鐘):
鏡子是生活中最常見不過的東西了,每天早上起床洗漱完畢,第一件做的事情就是照鏡子,觀察自己的儀表,但同學們有沒有思考過一件事,鏡子里為什么會有一個“一摸一樣”的你呢?同學們通過自主學習,完成自學問題:
1.鏡子里的像是怎樣形成的?
2.平面鏡所成的像是實相還是虛像呢?
教師點撥:平面鏡成像實質是光的反射。
三、講解平面鏡成像的原理:(步驟)
(1)如右圖有蠟燭光源S,S發出的光在同種均勻的介質中沿 傳播。S發出的光線遇到鏡面會發生 射。
(2)作圖:根據反射定律完成光路圖。
(3)分析:當人眼在如左圖所示的方向看時,光線進入人眼,人眼看的時候就認為光線是從前方S’傳來的,就 在鏡子里面看到了S的像。
(4)解疑:從上面的分析我們可以看出,光通過鏡子反射(拐彎)進入了人眼,而人眼沒能判斷出光線“拐彎”了,只認為光線是從前面直線傳播傳來的,即認為光線是從S’發出的,所以就看到了鏡子中的像。(像這樣由光的反向沿長線所構成的像叫虛像)
教師提問:1.鏡子里面是不是真的有一支蠟燭?看到鏡子里面的像是 像。
2.平面鏡成像實質是光的 形成的。
【活動三:小組合作探究】( 25分鐘)
一、演示水中燃燒的蠟燭,通過水中燃燒的蠟燭激發學生的探究欲,為學生實驗方案的得出引路
二、向學生示范并說明探究活動的目的和做法
前一環節我們初步了解了平面鏡成像的原理,那么平面鏡所成的像與物體之間究竟是什么樣的關系呢?我們需要設計實驗來驗證。
1.實驗探究目的:像與物體之間的大小有什么關系?像和物體到鏡面之間的距離有什么關系?
2.步驟演示:
①如下圖,將一張8開的白紙用透明膠條固定在水平桌面上,用兩個夾子夾住一玻璃板,豎立在白紙上。
②把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面,觀察到玻璃板后面出現了蠟燭的像。
③另拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動,使它與前面蠟燭的像重合(左右移動,直到從不同位置看上去它們都重合在一起),這時后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置。改變玻璃前蠟燭的位置,把實驗再做兩次,每次都記下兩支蠟燭的位置。
④在白紙上畫出玻璃板的位置,移開玻璃板,用刻度尺畫實直線,把每次實驗中兩支蠟燭位置的位置連接起來,量出兩支蠟燭到玻璃板的距離,記錄下來并比較它們的大小,再用量角器測量看它們是否與鏡面垂直。
⑤把測量結果填寫下表中。
三、學生分組實驗
以上把教材的演示實驗再改為學生實驗,學生通過動手實驗,自己進行分析總結,既有利于知識的學習,也有利于能力的培養。
學生:以四人一組,由小組長帶隊,各成員分工協作。
教師:1.針對交流中暴露的問題要加以強調。
2.強調一些重要的步驟和操作技巧,比如:
(1)玻璃板要與鏡面垂直。
(2)如何找出像的位置(物體放好后,從那一邊觀察)。
(3)如何判斷物體與像完全重合。
(4)提醒學生多次變換蠟燭的位置,結論要建立在多組實驗的基礎上。
(5)教師在學生分組實驗的過程中,注意巡查、跟蹤指導。
【活動四:展示交流】
學生:1.通過合作探究學習后,組與組之間相互交流實驗結論。
2.學生小組發言人上講臺向全班展示探究方案和結論。
實驗器材:透明的平板玻璃、黑紙、兩個相同的物體(如蠟燭)、橡皮泥2塊、三角板以及刻度尺、鉛筆.
實驗方法:
1.如圖1所示,將黑紙平放在桌面上,取一塊玻璃板豎直立在黑紙中間,兩下角用橡皮泥粘好.
2.點燃一支小蠟燭,豎直立在玻璃板前面的黑紙上,這時從蠟燭這邊向玻璃板看去,可以看到玻璃板后有點燃的蠟燭像.
3.將另一支同樣的但未點燃的蠟燭放到玻璃板后面,改變它的位置,直到從玻璃板前面各個角度看玻璃板后面,這支蠟燭都與點燃了的蠟燭的像重合為止.
4.用一張白紙放在玻璃板后蠟燭處(移去這支蠟燭),用眼睛直接觀察白紙,看紙上有沒有點燃的蠟燭的像.平面鏡所成的點燃的蠟燭的像是實像還是虛像?
5.用粉筆畫下玻璃板及玻璃板前后兩支蠟燭所在的位置.移去玻璃板,通過兩支蠟燭所在位置的圓心做一條直線,用刻度尺測量出兩支蠟燭的圓心到玻璃板的距離.用三角板的直角測量通過蠟燭圓心的直線與玻璃板是否是直角.
6.改變玻璃板和蠟燭的位置,重復測量上述數據兩次,填入下表中.
7.分析所得到的數據,對于像和物體的連線與鏡面是否垂直,以及它們到鏡面的距離是否相等,可以得出以下結論:
①鏡像不能用光屏承接,因此所成的像是 像.
②平面鏡成 虛像.
③像和物的連線 于平面鏡.
④像到平面鏡的距離等于
的距離.
⑤像和物關于 對稱.
⑥像和物的大小 ,但是左右 .
實驗事項:
1.黑紙是為了改善背景,以便容易找到像的位置.
2.實驗中物體的尺寸可大可小,主要由玻璃板的尺寸決定,若玻璃板小,其他物體的尺寸相應也應該小一些.橡皮泥可用黏土代替.
3.實驗中要注意逐步總結出平面鏡成像的規律.
平面鏡成像原理
一、教學目標:
1、通過比較、觀察實驗,認識鏡子主要的幾種類型:平面鏡、凸面鏡、凹面鏡。
2、借助實驗,了解不同鏡子的主要特點。
3、認識不同鏡子在生活中的主要作用。
二、教學重點:
認識三種鏡子的特點。
三、教學活動:
活動一、游戲:照鏡子。
活動目標:
通過猜謎語、觀察等活動認識平面鏡。
通過照鏡子的游戲對“像”的概念有一個感性認識。
活動器材:
平面鏡、鉛筆、蘋果、玩具。
活動過程:
1、猜謎語:
2、觀察:平面鏡鏡面的特點,認識平面鏡。
3、游戲:照鏡子
(1)觀察:當你面向鏡子時,可以看到什么?
把鉛筆、蘋果、玩具等放在鏡子前面,可以看到什么?
(2)討論:鏡子里真的有人嗎?有鉛筆、蘋果、
玩具嗎?那你看到的是什么?
(3)交流小結:我們在平面鏡里看到的是物體的像。
活動二、探究平面鏡的成像規律。
活動目標:
1.通過觀察、實驗,認識平面鏡的成像特點。
2.通過小組活動和交流,培養學生的合作意識。
活動器材:
平面鏡、半個圖案的圖形、書本、少了鼻子的女孩像、紙鼻子、兩面鏡子
活動過程:
1、魔術:變圖案
(1)討論:用什么簡便的辦法能把半個圖案畫變完整?
(2)設計方法并交流:
(3)比一比:誰的辦法最好。
(4)觀察:物體與鏡子里的像有哪些地方是一樣的?
(5)交流:游戲中的發現
(6)歸納小結:像的形狀、大小、顏色和物體的形、大小、顏色一樣。
2、游戲:照鏡子
(1)用鏡子照自己的臉,拉右邊的耳朵,看
一看鏡子里的你是拉哪一邊的耳朵?
(2)把《科學與技術》這本書,對著鏡子觀察鏡子里的字、圖案方向有什么變化?
(3)交流:游戲中的發現
(4)歸納小結:像的方向和物體的方向左右相反。
游戲:貼鼻子
(1)分組討論:黑板上的小女孩臉上少了鼻子。人站在黑板前,在看不見這張臉的情況下,你們有什么辦法能準確地給她貼上鼻子。
(2)設計方法
(3)比賽
出示:兩面鏡子。
交流:怎樣做才能看到更多的像?
實驗:活動記錄P9,邊做實驗邊記錄。
小結:兩面平面鏡成的像與它的角度有關,角度越小成的像就越多,角度越大成的像就越少。
活動三:探究不同鏡子的特點
活動目標:
1、借助實驗,了解不同鏡子的主要特點。
2、認識不同鏡子在生活中的主要作用。
活動器材:
平面鏡、凸面鏡、凹面鏡、手電筒、筆套、墊板、滌綸紙等。
活動過程:
出示:平面鏡、凸面鏡、凹面鏡。
比較:觀察“平面鏡、凸面鏡、凹面鏡”有什么不同點。
比較:平面鏡、凸面鏡哪個觀察到的范圍更廣。
實驗:用光照三種鏡子,它們的反射光相同嗎?
討論:這些鏡子在生活中都有哪些用處?
【關鍵詞】初中物理 凸透鏡 成像規律 課堂探究
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0182-02
一、通過分析小孔成像,初步建立實像的概念
在我們的物理教材《光的傳播》一節后有這樣一道關于小孔成像的習題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,罩上一層塑料薄膜,這樣就制作成了一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物,你看見了什么?記下所成像的特點,并試著加以解釋。針對這道習題,教師可以將學生進行分組,讓學生按小組在課下制作好實驗裝置,并制造的針孔照相機觀察窗外的景物,記錄下看到的景物的像的特點。在課上,學生要匯報課下實驗情況,并展示實驗的結果,通過觀察不難發現,觀看窗外的景物時,學生只能看到倒立、縮小的實像。然后教師要根據學生實驗情況適當拓展題目,用點燃的蠟燭代替景物,調整燭焰到小孔之間的距離,讓學生觀察成像的特點變化,最終總結出像距和物距與成像特點之間的關系,給學生在腦海中初步建立一個實像的概念,為討論分析凸透鏡成像規律打下基礎。
二、重視平面鏡成像,初步建立虛像概念
平面鏡成像知識雖然比較簡單,但教師要充分重視平面鏡成像教學。因為平面鏡成像使學生第一次接觸了虛像的概念,只有打好基礎才能更好地更深入地學習凸透鏡成像規律。有了平面鏡成像的知識基礎,在進行凸透鏡成像規律教學時,教師可以將平面鏡成像與凸透鏡成像進行對比講解,讓學生了解兩者的區別,從而使學生所學的知識形成一個完整知識結構。無論是小孔成像還是平面鏡成像都是研究凸透鏡成像的基礎,做好這些知識儲備,才能更好地學習凸透鏡成像。
三、精心設計凸透鏡成像課程教案
在設計凸透鏡成像的教案時,首先要選對教學方法,物理規律的教學比較適合用探究式的教學方式,但如何讓學生順利地探究出凸透鏡成像的規律,還需要教師全面考慮各個概念的前后聯系,精心進行教學設計。選好教學方法后,教師還要考慮課堂實驗要采用什么實驗器材;如何創設情境,引導學生提出問題;需要觀察到哪些現象;記錄哪些實驗的數據;怎樣引導學生討論分析數據得出結論等教學會遇到問題。本節課中,討論分析數據是的重點和難點,直接讓學生自己進行分析,學生很難得出正確的結論,教師要引導學生對實驗數據進行分析總結,以便得出正確的凸透鏡成像的規律。
四、深入分析凸透鏡成像的規律
在課堂教學中,教師可以通過畫光路圖,給學生展示凸透鏡成像的連續變化規律,學會畫不同物距的凸透鏡成像的光路圖,可以使學生對凸透鏡成像的規律掌握的更加牢固。在總結成虛像還是實像時,要讓學生自己觀察物距連續變化時,像和像距的變化規律,并找出一倍焦距和兩倍焦距這兩個特殊位置,分析這兩個位置的特殊意義。
凸透鏡的成像可以從正立或倒立、縮小或放大、虛像或實像三個方面來描述,這些就是凸透鏡成像性質,教師要引導學生根據成像的虛實、像距和物距的關系、像距大小和像大小之間的關系、物距與像大小之間的關系等,引導學生從凸透鏡成像的過程出發,總結歸納凸透鏡成像的性質和規律,并靈活地運用它們解決具體問題,以便更好地掌握凸透鏡成像知識。
將凸透鏡成像與小孔成像、平面鏡成像比較可以找出它們的異同點。凸透鏡成像是光經過折射形成的像,可以分為以下幾類:小于一倍焦距時,成正立放大的虛像;等于一倍焦距時,成平行光不成像;大于一倍焦距小于二倍焦距時,成倒立放大實像;等于二倍焦距時,成倒立等大實像;大于二倍焦距時,成倒立縮小實像。小孔成像證明的是光沿直線傳播,成的是倒立的實像。而平面鏡成像的特點是像與物大小相等,像到鏡面的距離與物到鏡面的距離相等。所以只有凸透鏡所成的像為實像時,與小孔成像現象相同。
五、認真解答課堂上學生遇到的問題
凸透鏡成像一課中涉及到的實驗探究,并且是教學中的難點,在課堂教學中學生難免會遇到這樣那樣的問題,如:學生在做凸透鏡成像的實驗時,很可能會遇到像不能呈現在光屏上,或不能在光憑中央等問題。此時,教師就要耐心教給學生調節的方法,并強調實驗前調節的重要性。在操作技巧方面,教師要給學生做好正確、標準的示范,引導學生正確實驗。在探究思考時,要鼓勵學生討論分析實驗數據,獨立思考,得出結論。
六、適當應用多媒體進行輔助教學
在課堂教學中,為了便于總結凸透鏡成像的規律,教師可以適當利用多媒體進行輔助教學,通過課件演示凸透鏡成像的過程。用鼠標拖動光源,隨著光源移動讓學生觀察凸透鏡成像的大小、正倒,還有像距、物距發生的變化,多媒體呈現的動態效果一目了然,可以給學生留下深刻的印象。學生可以將自己的實驗結果和演示效果進行對比,并討論分析出凸透鏡成像的規律。
七、及時做好課堂反饋
在課堂上教師要給學生留出一定時間,讓學生進行課本知識的鞏固并進行問題反饋。教師可以將學生分組,讓學生以小組為單位互相進行提問測試,并統計測試結果,使學生能夠及時了解自己的學習情況。教師通過反饋信息也可以及時了解授課效果的好壞,并針對集中存在的問題進行必要的鞏固和矯正。
總之,對于整個光學部分的教學,教師要注重教學策略,總攬全局,強調把握基本概念和性質,并找準性質、規律之間的聯系。讓學生集中精力完成實驗、分析數據、總結規律,保證每一個學生都能真正掌握凸透鏡成像的規律。
參考文獻:
[1]宋尚雪. 探究凸透鏡成像規律及其應用 2011年11期
[2]劉連印. 談凸透鏡成像規律的教學 2012年04期
[3]張東華.淺談“探究凸透鏡成像規律”的教學處理 2012年01期
1.關于聲現象下列說法正確的是( ),
A.只要物體在振動,我們就能聽到聲音
B.利用聲波可以探測月球到地球之間的距離
C.聲音在不同的介質中傳播速度都相同
D.利用回聲可以探測海底深度
2.下列現象中由于光沿直線傳播形成的是( )。
A.平靜水面中的倒影
B.月光下的樹影
C.在影劇院里放電影
D.看見別人的背影
3.碼頭邊輪船的汽笛聲傳得很遠,這是因為( )
A.汽笛聲傳播的速度大
B.汽笛聲的音調高
C.汽笛聲的響度大
D.汽笛聲的音色好
4.入射光線與鏡面的夾角為35°。轉動平面鏡使入射角增大5°,則入射光線與反射光線的夾角是()。
A.110° B.120° C.95° D.100°
5.把高為2cm的發光棒立于焦距為5cm的凸透鏡前,在光屏上呈現4cm,高的像,物體距離凸透鏡的距離可能是( )。
A.4.5em
B.7.5em
C.10cm D.12.5cm
6.“假如聲音傳播的速度為1m/s,我們周圍世界會有怎樣的變化?關于這一問題某同學提出四個場景,其中不正確的是( )。
A.教室內的學生能更清楚地聽到老師的講話聲
B.汽車喇叭不能再起到原來的作用
C.我們聽到萬米高空傳來的飛機聲時。卻看不見該飛機
D.管樂隊在會場的演奏效果將變差
7.正常的眼睛能將物體的像始終呈現在視網膜上,從而看清遠處或近處的物體,這是由于( )。
A.不斷改變像距,使像呈現在視網膜上
B.不斷改變物距,使像呈現在視網膜上
C.同時改變物距和像距,使像呈現在視網膜上
D.不斷改變晶狀體形狀,使像呈現在視網膜上
8.觀賞水面風景照片時,總發現景物的倒影比本身暗一些,這是由于( )。
A.沖洗照片質量有問題
B.倒影比真實景物的清晰度差
C.光線被反射掉一部分
D.入射水面的光線有一部分折射入水中
9.控制噪聲是城市環保的項目之一,下列哪一項措施不能減弱噪聲?( )
A.在市區安裝噪聲檢測儀
B.在汽車的排氣管上裝消音器
C.在城市道路兩旁植草栽樹
D.在高噪聲廠房工作的人員戴上耳罩。
10.焰通過凸透鏡恰好在光屏上得到一個倒立放大的像,若保持凸透鏡位置不變,把燭焰和光屏的位置對調一下,則( )。
A.光屏上仍能得到一個倒立放大的像
B.光屏上得到一個倒立縮小的像
C.透過透鏡可觀察到一個正立放大的像
D.光屏上沒有像,需調節光屏位置才能成像
11.一條光線由空氣斜射入水中,入射角為40。,在水面處同時發生反射和折射,此時反射光線和折射光線的夾角的大小一定( )。
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.小華在光具座上做凸透鏡成像的實驗,當光屏、透鏡和燭焰的相對位置如圖l所示時,恰好能在光屏上得到一個清晰的像,由此判斷,他選用的凸透鏡的焦距( )。
A 一定大于30cm
B 一定小于8cm
C 一定在8cm到15cm之間
D 一定在15cm到30cm之間
二、填空題(每空1.5分,共45分)
13.聲音是由物體振動而產生的,人講話是靠――振動而發聲,笛子發出的聲音是由于――振動產生的,蜜蜂是靠――振動而發聲,通常情況下我們聽到的聲音是通過______這種介質傳入耳朵的,
14.在物理學中,對聲音特征的描述有“音調”“響度”“音色”這些詞語,請在下列橫線上選填這些詞語,“震耳欲聾”是形容聲音的______“悅耳動聽”是形容聲音的____“脆如銀鈴”是形容聲音的_____。
15.一部科幻電影中有這樣的場面:一艘飛船在太空中遇險,另一艘飛船在前去營救的途中,突然聽到遇險飛船的巨大爆炸聲,然后看到爆炸的火光,請你給導演指出這個場景中的兩處科學性錯誤:
(1)_________________________
(2)_________________________
16.“當地球遮住太陽的光線,月亮便走進了地球的陰影”,這是某影片中的臺詞片段,它描述的是________(選填“日食”或“月食”)此現象可以用________原理來解釋。
17.一個身高為1.7m的人站在平面鏡前2m處,此時,他與自己的像之間的距離為________m,像高為_______m,當他遠離平面鏡時,鏡中像的大小將_______(選填“變大”“變小”或“不變”),把平面鏡放到原來像的位置,則他與像之間的距離為________m。
18.一束光線與平面鏡成350角入射,則反射光線與入射光線的夾角為_________若入射光線不變平面鏡轉過15°,反射光線轉過_________,若光線垂直射向平面鏡,其反射角為_______,平面鏡使光的傳播方向改變________(填度數)。
19.如圖2,魚缸里只有一條金魚,而眼睛從A點可以觀察到兩條,一條魚的位置變淺,另一條魚變大,前者是由于光的。形成的________像(選填“虛”或“實”),后者是由于魚缸的_________側部分(選填“左”或“右”)等效凸透鏡而形成的_________像(選填“虛”或“實”)。
20.近視眼只能看清_________處的物體,而看不清一處的物體,其原因是晶狀體太_______,對光線的折射能力太_______。使得來自遠處的光會聚在視網膜_________。如果在眼前放一個_________鏡,利用其對光線的_______作用的特點,使光線會聚在視網膜上,人便可看清物體。
三、作圖題(每題6分,共12分)
21.如圖3所示,發光點S在平面鏡MN中的像為S1,當平面鏡轉過一定角度后,它的像為S2,請你利用平面鏡成像特點,畫出轉動后平面鏡的位置,
22.如圖4所示,光線a是入射光線,經過一個光學元件后,出射光線為b,請在a、6光線之間,加上一個適當的光學元件使光路成立,(畫出兩種光學元件)
四、實驗題(共19分)
23.(8分)如圖5是探究“平面鏡成像特點”的情景:豎立的玻璃板下方放一把直尺,直尺與玻璃板垂直;兩支相同的蠟燭A、B豎立于玻璃板兩側直尺上,以A蠟燭為成像物體。
(1)為了便于觀察,該實驗最好在
(選填“較明亮”或“較黑暗”)的環境中進行:另外,采用透明玻璃板代替平面鏡,雖然成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到A的蠟燭像的同時,也能觀察到。巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題。
(2)點燃A蠟燭,小心移動蠟燭直到與A蠟燭火焰的像接上為止,這時發現像與物的大小________;進一步觀察A、B兩支蠟燭在直尺上的位置可發現,像與物的連線與玻璃板______,像和物到玻璃板的距離
(3)為了驗證上述成像特點是否可靠,你認為下一步應如何操作?
24.(11分)在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中:(P點是二倍焦距處)
(1)首先要知道所選用的凸透鏡的焦距。如果未知,可以粗略測量,將凸透鏡正對太陽光,在透鏡的另一側移動光屏,直到光屏上出現一個______,它與凸透鏡______的距離即為凸透鏡的焦距____________。
(2)實驗中________放在光具座中間,要通過調節使透鏡中心、燭焰中心、光屏中心三者在_______這樣做的目的是__________。
(3)在實驗中,某小組還沒有把像調到最清晰就開始讀數,這樣操作會影響(選填“物距”或“像距”)的測量,
(4)如圖6所示,在光屏上得到了燭焰清晰的像,但像的位置偏高,你的解決方法是_________________________________。