中小学教育资源及组卷应用平台 5.3凸透镜成像的规律 教学设计 一、核心素养目标 1.物理观念：掌握凸透镜成像的完整规律，明确物距与焦距的不同关系（u>2f、f2f时，成倒立、缩小的实像，f2f；u=f时，不成像；uu。实验探究的核心方法：掌握“控制凸透镜焦距不变，改变物距，观察并记录像的性质与像距”的控制变量法。规律的核心应用：理解“物近像远像变大，物远像近像变小”的实像调节规律，并能解释照相机、投影仪的调节原理；明确放大镜的成像条件与特点。 2.教学难点 实验数据的分析与规律归纳：难以从零散的实验数据中提炼出“物距与焦距的关系决定成像性质”的核心规律，易混淆不同物距范围的成像特点。实像与虚像的动态变化理解：对“u=f是实像与虚像的分界点，u=2f是放大与缩小实像的分界点”的理解模糊，无法灵活判断物距变化时成像性质的改变。规律的逆向应用：已知成像特点，难以反向推导物距范围或焦距大小，如“已知成倒立放大的实像，判断物距与焦距的关系”。实验操作的细节把控：调节烛焰、凸透镜、光屏“三者中心在同一高度”时操作不规范，导致像无法成在光屏中央；测量像距时读数误差较大。 三、教学环节设计 （一）情境导入：从“矛盾现象”引发探究欲 回顾上节课内容，展示两个对比情境：①用凸透镜拍摄远处的树，光屏上成缩小的像；②用同一凸透镜作为投影仪镜头，投影片成放大的像。开展互动提问：“为什么同一个凸透镜，有时成缩小的像，有时成放大的像？像的性质与什么因素有关？”学生结合生活经验，猜测“与物体到透镜的距离有关”。教师进一步演示：将蜡烛逐渐靠近凸透镜，观察光屏上像的变化（先变小后变大，最后成虚像），追问：“物体到透镜的距离（物距）如何影响像的大小、正倒和虚实？今天我们就通过实验揭开凸透镜成像的神秘规律。”引出本节课主题———《凸透镜成像的规律》。 （二）实验准备：明确器材与核心概念 1.器材介绍与作用说明 展示实验器材：光具座、凸透镜（已知焦距f=10cm，提前告知学生）、蜡烛、光屏、火柴。开展互动指认：“各器材的作用是什么？”学生回答后，教师补充：①光具座：便于测量物距（u，物体到凸透镜的距离）和像距（v，像到凸透镜的距离）；②凸透镜：作为成像元件；③蜡烛：提供光源（物体）；④光屏：承接实像（虚像无法承接）。 2.核心操作规范：三者中心等高 教师演示错误操作：蜡烛、凸透镜、光屏中心不在同一高度，光屏上无法成完整的像。开展互动探究 ... ...
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