資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題 第五章 透鏡及其應用
5.3 凸透鏡成像的規律
教學目標
1.物理觀念
（1） 探究并知道凸透鏡成像的規律
（2）學習分析實驗數據，歸納出結論。
2.科學思維
學習從物理現象中歸納科學規律的方法。
3.科學實驗
（1）能在探究活動中初步獲得提出問題的能力。
（2）通過探究活動，體驗探究過程的全過程和方法。
4.科學態度與責任
（1） 具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理道理。
（2）初步建立將科學技術應用于實際的意識。
教學重點
凸透鏡成像的規律
教學難點
設計凸透鏡成像實驗
教學方法
實驗法和講授法
教學用具
凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴、平行光源、刻度尺
教學課時 1課時
教學互動設計
一、創設情景、導入新課
問題
通過前面的學習，我們已經看到了形形色色的凸透鏡成像情況。凸透鏡成像究竟有什么規律呢？
照相機的鏡頭是一個凸透鏡，人離鏡頭較遠，通過凸透鏡成倒立、縮小的實像。
投影儀的鏡頭是一個凸透鏡，景物離鏡頭較近，通過凸透鏡成倒立、放大的實像。
放大鏡的鏡頭是一個凸透鏡，微小物體離鏡頭更近，通過凸透鏡成正立、放大的虛像。
照相機和投影儀都成倒立的實像，所不同的是：物體通常離照相機的鏡頭比較遠，成縮小的實像；物體離投影儀的鏡頭比較近，成放大的實像。物體離放大鏡比較近，成放大、正立的虛像?？梢?，像的虛實、大小、正倒與物體到凸透鏡的距離（物距）有關系。
像的虛實、大小、正倒與物距有怎樣的關系呢？
二、新課講授、師生互動
（一）實驗 探究凸透鏡成像的規律
實驗思路
為探究凸透鏡成像的規律，我們可以把物體放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸移近（如圖所示），把每次觀察到的物距以及像的虛實、大小、正倒等情況都記錄在表格中，比較實驗數據，看看像的虛實、大小、正倒與物距有什么關系，尋找其中的規律。
由于凸透鏡對光的偏折程度跟凸透鏡的焦距 有關，所以研究物距u的變化時，焦距可能是個應該注意的參照的距離。比如，我們可以注意觀察物距等于焦距、大于或小于1倍焦距、2倍焦距·····時，物體成像情況。
實驗過程
用發光二極管（點燃的蠟燭）作為發光物體，一塊白色的硬紙板作為光屏，調節發光物體、凸透鏡和光屏，使它們的中心高度相同，研究發光物體的成像情況（如圖所示）。
把發光物體放在較遠處，移動光屏，使光屏上呈現清晰的實像。觀察實像的大小和正倒，測出物距和像距（像到凸透鏡的距離）。
把發光物體向凸透鏡移近幾厘米，放好后重復以上操作。
繼續向凸透鏡移動發光物體并調整光屏的位置，重復以上操作，你總能在光屏上得到發光物體的像嗎？當在光屏上看不到發光物體的像時，可以撤去光屏，從光屏一側向凸透鏡方向看去，觀察發光物體的像。此時發光物體和它的像在什么位置？
1.探究前先弄清凸透鏡的焦距。若不知道，可利用平行光源測量其焦距。
2.用一支蠟燭作為發光物體，一塊白色的硬紙板作為屏。
在光具座上依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏，調整它們的高度，使它們的中心在同一高度處（目的是使燭焰成像在光屏中心）。
3.探究過程中，左右移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像，記錄像的所在的位置。
（1）把蠟燭放在較遠處，調整光屏與凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像。觀察實像的大小和正倒，測出物距u和相距v。
（2）把蠟燭放在2倍焦距處，調整光屏與凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像。觀察實像的大小和正倒，測出物距u和相距v。
（3）把蠟燭放在2倍焦距與1倍焦距之間，調整光屏與凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像。觀察實像的大小和正倒，測出物距u和相距v。
（4）把蠟燭放在1倍焦距處，調整光屏與凸透鏡的距離，燭焰在光屏上能否成清晰的像？
（5）把蠟燭放在1倍焦距以內，調整光屏與凸透鏡的距離，燭焰在光屏上能否成清晰的像？從光屏一側用眼透過凸透鏡觀察燭焰的大小、倒正？
記錄凸透鏡的焦距 ，把實驗中得到的數據和觀察的結果填入下表。每個小組可以自己選擇適當的物距，并與各小組共享測量的數據。
把實驗數據和觀察的結果填入下表。
=10cm
實驗結論
分析上表的記錄，回答下列問題，找出凸透鏡成像的規律。
由于凸透鏡對光的偏折程度與透鏡的焦距 有關系，因此在描述物距和像距的數據時，建議用焦距f作為參照距離，這樣或許更有利于凸顯凸透鏡成像的規律。
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？
物距大于1倍焦距，成實像；物距小于1倍焦距成虛像。
2. 像的大?。和雇哥R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？
物距大于2倍焦距，成縮小的實像；物體在1倍焦距與2倍焦距之間成放大的實像。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？
物距小于1倍焦距成正立放大的虛像；物距大于1倍焦距成倒立的實像。
根據你對以上問題的思考，請總結凸透鏡成像的規律： ，
。
實驗表明：當物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像；當物距等于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、等大的實像；當物距小于2倍焦距、大于焦距時，凸透鏡成倒立、放大的實像；當物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像。這就是凸透鏡成像的規律。
二、想想議議
在照相機中，凸透鏡成倒立、縮小的實像，像的位置在哪個范圍內？物距與像距相比，哪個比較大？
在投影儀中，凸透鏡成倒立、放大的實像，像的位置在哪個范圍內？物距與像距相比，哪個比較大？
在照相機中，物距u>2 ，凸透鏡成倒立縮小的實像，像距 ＜V＜2 。物距>像距。
在投影儀中，物距 ＜u＜2 ，凸透鏡成倒立放大的實像，像距v>2 。物距＜像距。
物距大于2倍焦距，成倒立、縮小的實像。像距在1倍和2倍焦距之間。
物距小于2倍而大于1倍焦距，成倒立、放大的實像。像距大于2倍焦距。
物距小于1倍焦距，成正立、放大的虛像。
在照相機、投影儀、放大鏡中，是如何應用凸透鏡成像規律工作的。
物距大于2倍焦距，成倒立、縮小的實像，應用于照相機。
物距小于2倍焦距而大于1倍焦距，成倒立、放大的實像，應用于投影儀。
物距小于1倍焦距，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡。
想一想：在用照相機拍攝遠處的風景后，再為某人拍攝身份證照，攝像師應怎樣指導同學和調節照相機？
照相機是利用物距大于二倍焦距時，凸透鏡成倒立縮小的實像。物距減小時，像和像距同時增大。所以被拍攝的人應靠近攝影師；攝像影師應將照相機的像距調大。
想一想：要使放大鏡觀察的物體更大一些，應怎樣使用放大鏡？
放大鏡是利用物距小于焦距，凸透鏡成正立放大的虛像來工作的。要使觀察的物體更大一些，應使放大鏡離被觀察的物體的距離小于放大鏡的焦距且離被觀察的物體的距離稍大一些。
三、課堂小結、鞏固提升
1.物距大于二倍焦距，成倒立、縮小的實像，像距在1倍和2倍焦距之間，應用于照相機。
2.物距在一倍和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像，像距大于2倍焦距，應用于投影儀。
3.物距小于一倍焦距，成正立、放大的虛像。應用于放大鏡。
4.一倍焦距分像的虛實，二倍焦距分實像的大?。晃锞鄿p小時，實像和像距同時增大。
物距等于焦距不成像，等于二倍焦距等大的實像。
四、板書設計、理清要點
1. 物距大于二倍焦距，成倒立、縮小的實像，像距在1倍和2倍焦距之間，應用于照相機。
2.物距在一倍和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像，像距大于2倍焦距，應用于投影儀。
3.物距小于一倍焦距，成正立、放大的虛像。應用于放大鏡。
4.一倍焦距分像的虛實，二倍焦距分實像的大??；物距減小時，實像和像距同時增大。
物距等于焦距不成像，等于二倍焦距等大的實像。
五、達標練習、反饋矯正
1．下列說法不正確的是（ ）
A.凸透鏡對光的偏轉程度跟凸透鏡的焦距有關
B.在光具座上依次放置燭焰、凸透鏡、光屏，調整它們高度，使它們的中心大致在同一高度
C.把蠟燭放在較遠處，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在屏上成清晰的實像
D.再把蠟燭遠離凸透鏡，調整光屏到凸透鏡的距離，一定在屏上成清晰放大的實像
2． 如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A.物距小于焦距，凸透鏡成倒立、放大的實像
B.物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，凸透鏡成倒立、放大的實像
C.物距大于2倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實像
D.物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像
3． 如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A.物距小于焦距，凸透鏡成倒立、放大的實像
B.物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，凸透鏡成倒立、放大的實像
C.物距大于2倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實像
D.物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像
4． 如圖所示，燭焰在光屏上成等大的實像時，用刻度尺測得光屏到燭焰的距離是40.0cm，則此凸透鏡的焦距可能是（ ）
A.10.0cm
B.20.0cm
C.40.0cm
D.5.0cm
5． 小明用焦距為20cm的甲凸透鏡，實驗情景如圖所示。接下來他想改用焦距為10cm的乙凸透鏡進行實驗，如果不改變發光體和凸透鏡的位置，要在光屏上成清晰的像，操作正確的是（ ）
A.光屏向上移動
B.光屏向下移動
C.光屏靠近凸透鏡移動
D.光屏遠離凸透鏡移動
參考答案：1.D；2.B；3.C；4.A；5.C 。
六、布置作業
P125T5
課外作業P125 T1、T2、T3、T4、T6、T7。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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