資源簡介

4.2　探究：凸透鏡成像的規律
1．物理觀念：
通過實驗探究，知道凸透鏡成像的規律。
2．科學思維：
經歷探究過程，提升對證據的分析和論證能力。
3．科學探究：
通過探究活動，體會實驗探究活動在認識事物過程中的重要意義。
4．科學態度與責任：
培養學生善于觀察、樂于探究的意識，以及應用物理知識解決實際問題的能力。
重點：理解凸透鏡成像規律
難點：實驗探究、總結凸透鏡成像規律
趣味導入
課件呈現天宮課堂(水球光學實驗)視頻，引發學生思考。凸透鏡成什么樣的像與什么有關？
1．探究凸透鏡成像的規律
猜想與假設：凸透鏡成像可能與物體到透鏡的距離有關。
為了驗證你的猜想，需要哪些實驗器材？凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴、光具座。
(1)兩個物理名詞及實驗前的調節：
(2)如圖所示，為了便于測量物距和像距，應將凸透鏡固定在光具座上，不斷改變蠟燭與透鏡之間的距離，觀察成像情況，比較物距與焦距的關系及成像的特點。
(3)為了使像成在光屏的中心上，蠟燭、透鏡、光屏三者的高度有什么要求？
調節燭焰、透鏡、光屏的中心，使三者的中心在同一高度上。
(4)實驗表格
凸透鏡焦距f＝________cm
物距與焦距的關系 物距u/cm
像的性質
虛實 大小 正倒 像距v/cm
……
　　2.進行實驗與收集證據
(1)按照如圖所示組裝實驗裝置，將燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心調整到同一高度。
(2)將凸透鏡固定在光具座中間某刻度處，把蠟燭放在較遠處，使物距u＞2f，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒。記錄物距u和像距v。
(3)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，仍使u＞2f，仿照步驟(2)再做2次實驗，分別觀察實像的大小和正倒。記錄物距u和像距v。
(4)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，使f＜u＜2f，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒。記錄物距u和像距v。
(5)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，使f＜u＜2f，仿照步驟(4)再做2次實驗，分別觀察實像的大小和正倒。記錄物距u和像距v。
(6)把蠟燭向凸透鏡移近，改變物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蠟燭的像，此時成虛像，應從光屏這側向透鏡里觀察蠟燭的像，觀察虛像的大小和正倒。
3．分析與論證
(1)像的虛實：凸透鏡在什么條件下成實像？在什么條件下成虛像？
u＞f時成實像，u＜f時成虛像。(一倍焦距點分虛實)
(2)像的大?。?br/>①凸透鏡在什么條件下成縮小的實像？在什么條件下成放大的實像？有沒有縮小的虛像？
在成實像的情況下，u＞v時，得到縮小實像；u＜v時，得到放大實像。
②難道實像只有放大和縮小兩種情況？
當u＝v＝2f時成等大的實像。二倍焦距點分大小。(沒有縮小的虛像)
(3)像的正倒：
凸透鏡在什么條件下成正立的像？在什么條件下成倒立的像？
u＞f時成實像，是倒立的；u＜f時成虛像，是正立的。
(4)物距連續變化時像的大小及像距的變化。
當物體成實像時，物距增大時，像距減小，所成的像變小。簡記為物遠像近像變小，物近像遠像變大。
課堂小結：這節課我們通過實驗探究了凸透鏡成像的規律，需要大家多聯系實際理解運用。
第二節　探究：凸透鏡成像的規律
物距(u)
像的性質
倒立或正立 放大或縮小 實像或虛像 像距(v)
u＞2f 倒立 縮小 實像 f＜v＜2f
u＝2f 倒立 等大 實像 v＝2f
f＜u＜2f 倒立 放大 實像 v＞2f
u＝f 不成像、得到一束平行光
u＜f 正立 放大 虛像
對于實驗環節，可以進一步增加學生的參與度，讓他們親手操作、親身體驗，從而更深刻地理解凸透鏡成像的規律。同時，也要注重培養學生的實驗技能和觀察能力，提高他們的科學素養和探究能力。

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