


初中人教版第五章 透镜及其应用第3节 凸透镜成像的规律教案
展开教学目标
【知识与技能】
1.了解并掌握探究凸透镜成像规律的实验过程.
2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件.
3.理解凸透镜的成像规律
【过程与方法】
1.能在探究活动中,初步获得提出问题的能力.
2.通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法.
3.通过对凸透镜成像现象的观察分析,总结出凸透镜成像规律,并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.锻炼从物理现象中归纳科学规律的能力.
【情感、态度与价值观】
1.通过研究凸透镜成像规律的实验,以及对其成像规律的分析有意识地渗透辩证唯物主义观点.
2.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,培养学生对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,勇于探究日常生活中的物理学规律.
3.注意培养学生参与观察、实验、制作的兴趣.
教学重难点
【重点】
对凸透镜成像规律的理解和认识.
【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联系.
教学用具:
凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺.
教学过程
一、创设情境,导入新课
学生回忆生活中的透镜成像知识:照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜,照相机能使景物在相片上成倒立、缩小的像,投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上成倒立、放大的像,放大镜能成正立、放大的像等。
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?我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。
二、讲授新课
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中央,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
5.分析与论证:
根据成像的情况,对数据进行分类:(1)像的虚实;(2)像的大小;(3)像的正倒。
问题思考:
(1)像的虚实:凸透镜在什么条件下成实像,什么条件下成虚像?
(2)像的大小:凸透镜在什么条件下成缩小的像,在什么条件下成放大的像?有没有缩小的虚像?
(3)像的正倒:凸透镜所成的像有没有正立的实像?有没有倒立的虚像?成实像时,物像在透镜的什么位置?虚像呢?
(4)像的放大与缩小的条件:凸透镜成放大实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成缩小实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?
(5)像的大小变化:当物体成实像时,物体逐渐靠近透镜时,像距是变大了还是变小了?像是变大了还是变小了?当物体成虚像时,物体逐渐靠近透镜,像是变大了还是变小了?
(6)实像和虚像有什么不同?
学生交流讨论:
(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。
规律总结:
一焦分虚实(物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像);
二焦分大小(物距小于二倍焦距成放大的像;大于二倍焦距成缩小的像);
实像异侧倒(成实像时,物和像总在透镜的两侧,且像是倒立的);
物远像近小(物体离透镜越远,所成实像离透镜越近,且像越小);
虚像同正大(成虚像时,物和像总在透镜的同侧,且像是正立、放大的);
物近像变小(物体离透镜越近,所成虚像越小)。
三、板书设计
第3节 凸透镜成像的规律
1.成像规律及应用
2.物近像远像变大
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。
同步练习:
1.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)。小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是( )
A.当物体距透镜5cm时,成正立的像
B.当物体距透镜15cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜
答案:D
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.幻灯机B.照相机C.放大镜D.潜望镜
答案:A
3.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛在距凸透镜40 cm时,在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像。若将蜡烛与光屏的位置对调,则所得像一定是( )
A.放大的虚像B.放大的实像C.缩小的虚像D.缩小的实像
答案:B
4.图中的蜡烛在光屏上成清晰缩小的像。下列可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像的操作是( )
A.透镜不动,蜡烛、光屏靠近透镜
B.透镜不动,蜡烛、光屏向右移动
C.透镜、光屏都不动,蜡烛向右移动
D.蜡烛、光屏都不动,透镜靠近光屏
答案:B
5.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为10 cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20 cm的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是( )
A.光屏向右移,能接收到清晰缩小的实像
B.光屏向左移,能接收到清晰放大的实像
C.光屏向左移,能接收到清晰缩小的实像
D.无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像
答案:A
6.某班同学在探究凸透镜成像规律的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
答案:D
7.一物体放在距凸透镜20cm处时,在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上出现了一个清晰的像。那么该透镜的焦距可能是( )
A.3cmB.5cmC.7cmD.9cm
答案:B
8.小明在探究凸透镜成像的规律实验中看到的一种成像的情况如图所示。此时凸透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像,其成像的条件是 。
答案:虚 物距小于焦距
9.王军在房间里用焦距为15cm的凸透镜将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上。根据王军的实验情况,可推测窗户距凸透镜的距离范围为 ,所成的像是 (填成像的性质)。
答案:大于30 cm 倒立、缩小的实像
10.无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍,来自地面景物的光通过摄像机镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;当无人机上升时,须 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
答案:缩小 减小
12.小华在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的薄凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20 cm刻度线处,移动光屏至65 cm刻度线处,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示。请结合此实验完成下列问题:
(1)如图所示的实验现象能够说明 的成像特点。
A.照相机 B.幻灯机 C.放大镜
(2)保持透镜在50 cm刻度线处不动,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应该进行的操作是 。
A.将蜡烛左移,光屏左移
B.将蜡烛左移,光屏右移
C.将蜡烛右移,光屏左移
D.将蜡烛右移,光屏右移
(3)保持透镜在50 cm刻度线处不动,若将点燃的蜡烛放在光具座上80 cm刻度线处,将光屏放在光具座上透镜的左侧,通过移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的 的像。
A.倒立、放大 B.倒立、缩小 C.正立、放大
答案:(1)A (2)D (3)B
13.在凸透镜成像实验中,所用的实验器材有光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的 大致在同一高度。
(2)调整好器材后,将蜡烛放在一倍焦距和二倍焦距之间的某点,在凸透镜的另一侧无论怎样移动光屏,都找不到像,说明像距太大了,导致像距太大的原因是 。
(3)将蜡烛放在一倍焦距以内的某点,所成的像是正立、 的虚像。如果将蜡烛从该点向凸透镜移动,在这个移动过程中,所成的像 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“大小不变”)。
(4)如图所示,把蜡烛放在二倍焦距以外的A点,移动光屏找到像。光屏和凸透镜不动,把蜡烛从A点移到B点,如果在B点和O点之间加一个透镜,使烛焰的像还成在光屏上,则所加的透镜应该是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
答案:(1)中心 (2)物体太靠近焦点 (3)放大 逐渐变小 (4)凹透镜
物距
成像性质
像距
应用
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u<f
物距
成像性质
像距
应用
u>2f
倒立、缩小的实像
2f>v>f
照相机
u=2f
倒立、等大的实像
v=2fx k b 1 . c m
2f>u>f
倒立、放大的实像
v>2f
投影仪、幻灯机
u=f
不成像
u<f
正立、放大的虚像
与物同侧x kb 1
放大镜
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