第五章第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律第1課時 探究凸透鏡成像的規(guī)律

1、.第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律第1課時 探究凸透鏡成像的規(guī)律y課題探究凸透鏡成像的規(guī)律課型新授課教學目標知識與技能1.理解凸透鏡的成像規(guī)律.2.知道凸透鏡成放大、縮小、實像和虛像的條件.過程與方法1.能在探究活動中，初步獲得提出問題的才能.2.通過對凸透鏡成像現(xiàn)象的觀察分析，總結出凸透鏡成像規(guī)律，并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實像或虛像的條件.培養(yǎng)從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法.情感、態(tài)度與價值觀1.通過研究凸透鏡成像的實驗，以及對其成像規(guī)律的分析有意識地浸透辯證唯物主義觀點.2.通過探究活動，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生對科學的求知欲，使他們樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物

2、理學道理，勇于探究日常生活中的物理學規(guī)律.3.注意培養(yǎng)學生樂于參與觀察、試驗、制作的興趣.教學重點對凸透鏡成像規(guī)律的理解和認識.教具準備凸透鏡、蠟燭、火柴、光屏、刻度尺、多媒體課件.教學難點指導學生在探究過程中，建立起實驗與物理模型之間的必然聯(lián)絡.教學課時1課時課前預習1.物距是指 物體到透鏡 的間隔 ，用u表示；像距是指 像到透鏡 的間隔 ，用v表示. 2.當凸透鏡成像時：1u>2f，成 倒立 、 縮小 的 實 像，此時像距v的范圍為 f<v<2f ；2當 f<u<2f 時，成 倒立 、 放大 的 實 像，此時像距v的范圍為 v>2f ；3當u<f時

3、，成 正立 、 放大 的虛像.3.凸透鏡成的實像有 縮小 、等大、 放大 三種，而虛像只有 放大 的.實像與物體在透鏡的 兩 側，虛像與物體在透鏡的 同 側.備課筆記穩(wěn)固復習老師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)老師可針對性地挑選部分難題講解，加強學生對知識的穩(wěn)固.新課導入通過上節(jié)課的學習，我們知道照相機、投影儀里面都有凸透鏡，放大鏡本身就是凸透鏡，并且照相機能使景物在相片上成倒立的像，所成的像比物體小;投影儀能把小的膠片上的畫面放大到屏幕上，供大家觀看，這就說明所成的像比物體大，是倒立的；放大鏡能把微小的物體放大，使我們看清楚它們，所成的像是正立、放大的.你們想進一步理解它們嗎？想理解

4、什么？生1：凸透鏡在什么條件下成正立的像，什么情況下成倒立的像？生2：什么情況下成放大的像，什么情況下成縮小的像?生3：什么情況下用光屏能承接到像，什么情況下在光屏上不成像？生4：什么條件下像與物在凸透鏡兩側，什么條件下在凸透鏡同側？同學們提出這么多問題，說明同學們認真考慮了，這樣非常好.如今，我們就根據(jù)上節(jié)學的知識大膽猜測，通過實驗和探究活動來解決.進行新課 探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗 老師引導學生根據(jù)上一節(jié)所學知識探究凸透鏡成像規(guī)律.生1：照相時物體到凸透鏡的間隔 比投影儀上膠片到凸透鏡的間隔 大，這說明像是放大還是縮小的與物體到凸透鏡的間隔 有關.生2：照相時底片到凸透鏡的間隔 比投影儀的

5、屏幕到凸透鏡的間隔 小，這說明像是放大還是縮小的與像到凸透鏡的間隔 有關.生3：照相機中鏡頭的凸透鏡比投影儀鏡頭小，這說明像是放大還是縮小的與凸透鏡的大小有關.生4：照相機和投影儀的物體和像在凸透鏡的兩側，放大鏡的像與物體在同側.這說明成倒立還是正立的像和物體在同側還是兩側有關.生5：放大鏡要看清物體，離物體的間隔 一般要比照相機、投影儀中凸透鏡離物體的間隔 小，這說明物體成正立、倒立的像與物體到凸透鏡的間隔 有關.同學們猜測得很好.如今逐一討論看看有沒有哪個能排除掉.生：像是放大還是縮小與凸透鏡的大小有關，可以排除.因為有的放大鏡直徑比照相機鏡頭直徑小，也能成放大的像，有的攝影師拿的大焦距的

6、鏡頭比投影儀的鏡頭大，成的像還是縮小的，所以可以排除掉.這個同學說得很好，我們鼓掌表示鼓勵.如今我們設計實驗來驗證上面的猜測是否正確.學生分組討論，制定實驗方案，老師巡回指導.如今我們桌子上有光具座上面的滑座可以插蠟燭、光屏、透鏡，能來回挪動，從刻度尺上能觀察出它們之間的間隔 關系、蠟燭做物體用、光屏白色的硬紙板作屏、凸透鏡焦距在1020 cm之間，我們先測出凸透鏡的焦距.生1：讓凸透鏡在陽光下來回挪動，找到最小、最亮的點，用刻度尺量出亮點與凸透鏡光心之間的間隔 ，這就是凸透鏡的焦距.生2：也可以讓凸透鏡離燈光5 m以外，找亮點，測定出凸透鏡的焦距.老師引導學生動手測出凸透鏡的焦距，并設計實驗

7、方案：把透鏡放在光具座標尺中央，從透鏡的位置開場在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置.特別提醒：在挪動光屏尋找最明晰的像時要注意要將光屏移過那個位置，發(fā)現(xiàn)像又逐漸模糊后，再往回挪動，可重復兩次，直到感覺像最明晰為止.因為假如不移過那個位置，就無法判斷下一個位置像是不是會更明晰.知識拓展：隨著實驗的進展，蠟燭不斷燃燒會使燭焰的像越來越靠近光屏的上端，這時的調(diào)節(jié)方法有三種：1將光屏向上挪動；2將蠟燭向上挪動；3將凸透鏡向下挪動.進行新課點燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.注意：此操作的目的是使燭焰通過凸透鏡所得的像呈如今光屏中央，便于觀察與比較像與物

8、體的關系把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置上，調(diào)整光屏到透鏡的間隔 ，使燭焰在光屏上成一個明晰的像，觀察像的大小、正倒，測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的間隔 .把數(shù)據(jù)記錄成表.繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，調(diào)整光屏到透鏡的間隔 ，使燭焰在光屏上成一個明晰的像，觀察像的變化是放大還是縮小，是正立還是倒立，測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的間隔 ，將數(shù)據(jù)記錄成表.當蠟燭移到一定位置上時，光屏上不能成像，用眼睛直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像，把蠟燭與凸透鏡的間隔 、像與凸透鏡的間隔 ，像的大小，像的正倒，填入表格.值得注意的是：在同一個物距范圍內(nèi)要取兩組以上的物距探究凸透鏡成像的規(guī)律，此操作的目的是為了排除偶爾因

9、素，使實驗結論更具有一般性.學生們認真做實驗，老師巡視并進展指導，實驗完畢，老師組織討論、提問、進展總結.生1：當把蠟燭放在2倍焦距以外的位置，像在凸透鏡的另一側，成倒立、縮小的像.像與凸透鏡的間隔 在1倍焦距和2倍焦距之間.如圖甲生2：當把蠟燭放在2倍焦距的位置，像在凸透鏡的另一側，像的大小與物體大小相等，是倒立的，像與凸透鏡的間隔 也等于2倍焦距.如圖乙生3：當把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間的位置時，像在凸透鏡的另一側，成倒立、放大的像，像與凸透鏡的間隔 大于2倍焦距.如圖丙生4：當把蠟燭放在1倍焦距的位置時，光屏不成像.生5：當把蠟燭放在1倍焦距之內(nèi)，光屏上不成像，像與蠟燭在凸透鏡同側

10、，成正立、放大的像.如圖丁生6：當把蠟燭放在大于凸透鏡焦距的位置時，物體成倒立的像.當物體從較遠處向透鏡靠近時像逐漸變大，像到透鏡的間隔 也逐漸變大.生7：當物體與透鏡的間隔 小于焦距時，物體成正立、放大的像.這個像光屏上得不到. 備課筆記進行新課 凸透鏡成像的規(guī)律同學們總結得非常好.物體與凸透鏡的間隔 叫物距，用u表示，像與凸透鏡的間隔 叫像距，用v表示.板書：凸透鏡成像的規(guī)律：1.當u>2f時,成倒立、縮小的實像；2.當2f>u>f時，成倒立、放大的實像；3.當u<f時，成正立、放大的虛像.老師用多媒體播放課件“探究凸透鏡成像的規(guī)律，并進展講解：探究凸透鏡成像的規(guī)律

11、多媒體課件1凸透鏡成像規(guī)律可以總結如下表所示： 2凸透鏡成像規(guī)律的巧記方法：一焦分虛實，二焦分大小.實像異側倒，物近像遠像變大，虛像同側正，物遠像遠像變大.根據(jù)上面探究所得的資料進展分析,凸透鏡成放大的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大？成縮小的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大？由此你還可以得出什么結論？生1：凸透鏡成放大實像時，像距比物距大.生2：凸透鏡成縮小實像時，物距比像距大.生3：當物距大于像距時，凸透鏡成縮小的實像；當物距小于像距時，凸透鏡成放大的實像.同學們分析得很好，我們又從另一個角度：物距與像距的關系分析了凸透鏡成像的條件.板書：1當u>v時, 成倒立、縮小的實像；2當

12、u<v時，成倒立、放大的實像.課堂延展：分析探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中出現(xiàn)的狀況1分析光屏上不能得到燭焰像的原因在做“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗時，有時不能在光屏上得到燭焰的像，是什么原因？學生認真考慮，并積極發(fā)言，提出各種猜測.老師總結：光屏上不能得到燭焰像的原因大致有4種：假設燭焰中心、透鏡中心、光屏中心不在同一高度上，像會呈如今光屏的上或下方. 假設2fuf，但很靠近1倍焦距時，成的像很大，像距也很大，光屏挪動的間隔 不夠，可能承接不到像.備課筆記知識拓展：1.“一焦分虛實,二焦分大小這句話的意思是:在凸透鏡成像規(guī)律中,主光軸上有兩個分界點,第一個是焦點,第二個是2倍焦距點.以焦點為

13、界,物在焦點外成實像,物在焦點以內(nèi)成虛像.以2倍焦距點為界,物在2倍焦距以外成縮小的像,在2倍焦距點以內(nèi)焦點到2倍焦距點間成放大的實像.2.“物近像遠像變大,物遠像近像變小這句話的意思是:在凸透鏡成實像時,隨著物距減小,所成像變大,像距也跟著變大.反之,隨著物距增大,所成像變小,像距也跟著變小.3.在凸透鏡成實像時,當物在2倍焦距外,成像在焦點到2倍焦距之間;當物在焦點至2倍焦距之間,成像在2倍焦距以外.進行新課假設uf,燭焰成虛像時，只能透過透鏡用眼睛直接觀察，光屏上不能承接到像.假設u=f，燭焰在焦點發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射成平行光，不成像，在光屏上也不可能承接到像.2探究不完好凸透鏡的成像情

14、況 探究名稱：探究不完好凸透鏡的成像情況.提出問題：凸透鏡不完好時，成像情況怎么樣？猜測與假設：可能只能得到部分像，也可能得到仍完好的像，但亮度減弱.制定方案與設計實驗：選一焦距為1020cm的凸透鏡，研究蠟燭成的像，用一塊白色的硬紙板作屏，承接燭焰的像，如下圖.把蠟燭放在離凸透鏡間隔 適當?shù)奈恢蒙希?調(diào)整光屏到凸透鏡的間隔 ，使蠟燭焰在屏上成一個明晰的像；然后用一紙板擋住凸透鏡的一部分模擬不完好的凸透鏡，觀察像的情況.進展實驗：1把蠟燭放在離凸透鏡二倍焦距的位置上，調(diào)整光屏到凸透鏡的間隔 為二倍焦距，使燭焰在屏上成一個明晰的像；2用一紙板擋住凸透鏡的上半部，觀察屏上成像的情況；3反復遮住與不

15、遮，比照觀察兩種情況下的成像情況.分析論證：看到的現(xiàn)象是：凸透鏡不完好時，仍得到完好的像，但亮度減弱.本實驗中，用紙板遮住凸透鏡的一部分，被遮住的部分便沒有光線通過，相當于將凸透鏡打去一半，其效果是一樣的.因此得出的結論比較有說服力.得出結論：當凸透鏡不完好時，仍能成完好的像，所成的像亮度減弱不如原來的明晰.教學板書課堂小結同學們，今天這節(jié)課我們通過實驗探究了凸透鏡在不同條件下成像的規(guī)律以及凸透鏡成像規(guī)律的實驗中出現(xiàn)的狀況.這節(jié)課的知識還需要大家多聯(lián)絡實際理解運用.好，這節(jié)課就學到這，謝謝！教材習題解答【教材P98“想想議議】查看實驗數(shù)據(jù)，凸透鏡成放大的像時，物距跟像距相比，哪個比較大？成縮小

16、的像時，物距跟像距相比，哪個比較大？由此你可以得出什么結論？凸透鏡所成的像有沒有正立的實像？有沒有倒立的虛像？解：凸透鏡成放大的像時，物距小于像距；成縮小的像時，物距大于像距.由此可以得出結論：物距越大，像距越小，像也越小；物距越小，像距越大，像也越大.凸透鏡所成的像中沒有正立的實像，也沒有倒立的虛像.【教材P99“動手動腦學物理】規(guī)律總結：不管成實像還是虛像，成放大的像時必定像距大于物距，成縮小像時必定像距小于物距.教材習題解答2.找一個圓柱形的玻璃瓶，里面裝滿水.把一支鉛筆放在玻璃瓶的一側，透過玻璃瓶，可以看到那支筆如圖.假如把筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處漸漸地挪動，你會看到什么現(xiàn)象？實際做

17、一做，驗證你的猜測.與前面用凸透鏡所做的實驗相比，這兩個實驗有什么共同之處？有什么不同？解：裝水的玻璃瓶相當于一個柱面透鏡.當鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處漸漸挪動時，透過玻璃瓶會看到鉛筆尖逐漸變長，到某一位置時，鉛筆尖突然改變方向.假如用凸透鏡做實驗，當鉛筆由靠近凸透鏡的位置向遠處漸漸挪動時，透過凸透鏡會看到鉛筆逐漸變大，而形狀保持不變，到某一位置時，鉛筆尖也會突然改變方向.實驗中開場看到的是虛像，而“改變方向后的像為實像.沒有光屏的情況下，光線透過凸透鏡會聚成實像，繼續(xù)向前傳播射入眼中，光是從實像的位置發(fā)出的，就如同看實際物體一樣.實像不用光屏也能看到.4. 一位同學利用類似如下圖的器材做實

18、驗，先用焦距為20cm的透鏡甲進展實驗，在屏上得到了明晰的縮小實像.接下來他想改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)進展實驗.假如不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置，要在光屏上成明晰的像，光屏應該向哪個方向挪動？解：向左挪動.提示：假設改用焦距為10cm的透鏡，此時物距是大于二倍焦距，那么其所成的像的像距應在一倍焦距到二倍焦距之間，故應向左挪動光屏5.小明同學做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，光屏上得到發(fā)光體明晰的像，但他不小心用手指指尖觸摸到了凸透鏡，這光陰屏上會出現(xiàn)怎樣的情況？小勇說，光屏上會有指尖的像；小強說，光屏上會出現(xiàn)指尖的影子.你說呢？解：沒有手指的像也沒有手指的影子.因為手指遮擋了凸透鏡的一部分，但是折射光線仍可以到達光屏上，只是這時所成的像會暗一點.難題解答【例】某物理實驗小組用蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上研究凸透鏡成像規(guī)律.1假如凸透鏡焦距為10cm，當透鏡到蠟燭的間隔 為15cm時，挪動