探究-凸透鏡成像導(dǎo)學(xué)案

第2節(jié)探究——凸透鏡成像學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點、難點【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.初步學(xué)會用刻度尺、燭焰、凸透鏡等器材探究凸透鏡成像規(guī)律。2.理解實像和虛像的概念?！颈竟?jié)重點】1.分析歸納凸透鏡成各種像的條件，及物距與焦距、像距與焦距的關(guān)系。2.理解實像與虛像的概念。【本節(jié)難點】歸納凸透鏡的成像規(guī)律。本節(jié)知識概覽圖1．凸透鏡成像規(guī)律：2．凸透鏡成像口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近像遠像變大（成實像時）.新課導(dǎo)引照相機可以使遠處景物的像成在小小的底片上，起關(guān)鍵作用的就是照相機前部的“凸透鏡”，如圖所示.照相機成像有怎樣的規(guī)律？教材精華知識點1實像與虛像實像：由實際光線會聚而成的像.既能用光屏承接，也可以用眼睛直接觀察.虛像：由反射光線或折射光線的反向延長線會聚而成的像.不能用光屏承接，只能用眼睛觀察.知識點2物距和像距物距：物體到凸透鏡的距離叫做物距，常用字母“u”表示.像距：像到凸透鏡的距離叫做像距，常用字母“v”表示.焦距：焦點到光心的距離，用“f”表示.2倍焦距：焦點到光心距離的2倍，用“2f”知識點3凸透鏡成像規(guī)律物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像.（u＞2f此時像距大于1倍焦距小于2倍焦距.（f＜v＜2f像與物體位凸透鏡的兩側(cè).物距大于1倍焦距小于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、放大的實像.（f＜v＜2f此時像距大小2倍焦距.（u＞2f像與物體位于凸透鏡的兩側(cè).物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放在的虛像.（u＜f）此時像距大于物距.（v＞u）像與物體位于凸透鏡的同側(cè).規(guī)律方法小結(jié)（1）1位焦距是成實像和虛像的分界點，也是成倒立像和正立像的分界點.(2)2倍焦距是成放大像和縮小像的分界點.知識點4探究凸透鏡成像的規(guī)律凸透鏡成像情況可用下表表示.探究實驗【提出問題】凸透鏡成像有什么樣的規(guī)律？【制訂計劃與設(shè)計實驗】取一只焦距為10cm的凸透鏡，用蠟燭作物體，研究燭焰通過凸透鏡成像的規(guī)律.【實驗器材】焦距為10cm的凸透鏡、短蠟燭、光屏、光具座、火柴.【實驗過程】（1）把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.（2）把凸透鏡放在光具座中央，把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置上，調(diào)整光屏到透鏡的距離（即像距），使?fàn)T焰在光屏上成一個清晰的像，觀察像的大小、正倒，測出物距和像距.（3）把蠟燭向凸透鏡移近幾厘米，重復(fù)以上操作，直到屏上得不到燭焰的像.（4）在成虛像和成實像的情況下，輕輕吹燭焰，使它向左側(cè)或右側(cè)偏斜.注意物與像的左右關(guān)系.【交流論證】分析表中數(shù)據(jù)和實驗觀察到的現(xiàn)象，可以得到下列結(jié)論：(1)當(dāng)物距大于焦距時，成實像，當(dāng)物距小于焦距時，成虛像，且虛像比物體的尺寸大.可用口訣記憶：一倍焦距分虛實.(2)當(dāng)物距大于2倍焦距時成倒立、縮小的實像，像距在焦距與2倍焦距之間.當(dāng)物距等于2倍焦距時成倒立、等大的實像，像距等于2倍焦距.當(dāng)物距在1倍焦距與2倍焦距之間時，成倒立、放大的實像，像距大于2倍焦距.當(dāng)物距等于1倍焦距時，不成像.當(dāng)物距小于1倍焦距時，成正立、放大的虛像.（3）當(dāng)成虛像時，物、像的左右不變，上下不變；當(dāng)成實像時，物、像的左右、上下都顛倒.（4）物體越靠近焦點，所成的像越大.（5）凸透鏡成虛像都是放大的：成實像即有放大的又有縮小的，還有等大的.（6）凸透鏡成實像都是倒立的，成虛像都是正立的.（7）實像和物體位于凸透鏡異側(cè)，虛像和物體位于凸透鏡同側(cè).（8）物體沿主軸移動時，像與物體移動方向一致.（9）成實像時，物距減小，像距變大，像也變大.也可以用口訣去記憶：物近像遠像變大.（10）當(dāng)物距大于2倍焦距時，所成像為縮小的，當(dāng)物距小于2倍焦距時，所成像為放大的.可用口訣記憶：2倍焦距分大小.知識點5利用作圖法確定像的性質(zhì)凸透鏡前一點A射向凸透鏡的光經(jīng)有無數(shù)條，經(jīng)凸透鏡折射后會聚于一點A′，A′便是A的像.我們利用A點射向凸透鏡的兩條特殊光線便可確定A′點的位置.這兩條特殊光線的選擇是任意的（即三條特殊光線中任意選兩條），但選擇“經(jīng)過光心的”和“平行于主軸的”這兩條光線時比較方便.（1）當(dāng)u＞2f由圖6-43可以看出，A′B′比物體AB小，倒立，且A′B′是由實際光線會聚而成的像，是實像.即u＞2f時，（2）u=2f時由圖6-44可以看出，A′B′比物體AB等大，倒立，且A′B′是由實際光線會聚而成的，是實像.那u=2f時，（3）當(dāng)f＜u＜2f時，由圖6-45可以看出：A′B′比物體AB大，倒立，用A′B′仍是由實際光線會聚而成的，是實像.即f＜u＜2f時（4）當(dāng)u=f時，成像光路圖如6-46所示.由圖6-46可以看出：來自A點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行射出，沒有交點，因此，當(dāng)u=f時，不成像.（5）當(dāng)u＜f時，成像光路圖如圖6-47所示.由圖6-47可以看出：A′B′比物體AB大，正立，用A′B′不是由實際光線會聚而成的，是由折射光線的反向延長線會聚而成的，是虛像.即u＜f時，成正立、放大的虛像；乙圖與甲圖相比可以看出，當(dāng)物體沿主軸靠近焦點時，像與物體的移動方向一致，且像變大.新課導(dǎo)引解讀：照相機的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡，來自遠處物體的光經(jīng)過照相機鏡頭會聚在膠卷上，形成被照物體倒立、縮小的實像.課堂檢測1下列關(guān)于虛像與實像的說法正確的是（）A．凡是能用眼睛看到的都是實像B．凡是不能用眼睛看到的都是虛像C．能用光屏承接到的才是實像D．實像必須借助光屏才能看到2下列關(guān)于像距、物距、焦距的說法正確的是（）A．物體到像的距離叫像距B．像到物體的距離叫像距C．焦點到透鏡的距離叫焦距D．2f3有兩個小組的同學(xué)做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗，第一組同學(xué)組裝的光具如圖6-48所示，他們發(fā)現(xiàn)：無論怎樣移動光屏都找不到像，這是由于________；第二組的同學(xué)組裝的光具如圖6-49所示，他們只能在光屏邊緣看到一個殘缺的像，這是由于_________.4如圖6-50所示,a,b,c,d為同一物體在凸透鏡主軸上四個不同的位置.（1）當(dāng)物體在a點時，所成的像是_______、_______的_______。（2）物體放在_______點，成倒立、放大的實像，若凸透鏡的焦距為8cm，像到凸透鏡的距離________16cm.（3）當(dāng)物體放在________點時，像的大小與物體的大小相等.5一個物體到凸透鏡的距離是30cm時，在光屏上得到一個放大的實像，若把物體沿凸透鏡的主軸移到距凸透鏡45cm處，則成像的情況是（）A．放大的實像B．縮小的實像C．等大的實像D．上述三種情況都可能6有三個焦距都是20cm的凸透鏡，小明利用它們做了一些簡易光學(xué)器材.第一個做成了簡易照相機，拍攝了墻上的一幅畫；第二個做成了一臺投影儀，演示了一張幻燈片；第三個直接做放大鏡用，觀察了一只小昆蟲.使用過程中，下列對應(yīng)關(guān)系連線正確的是（）7如圖6-51所示是分別從凸透鏡的2倍焦距和1倍焦距處射向透鏡的光線.請在圖中畫出它們通過透鏡后的光路（P是與透鏡距離等于2倍焦距的位置）.8如圖6-53所示的是四位同學(xué)組裝的凸透鏡成像規(guī)律實驗操作示意圖，其中可能在光屏上得到清晰的像是（）9凸透鏡的焦距為f,將一個物體從距透鏡5f處逐漸移動到離透鏡1.5A．逐漸減小B．逐漸增大C．先逐漸減小后逐漸增大D．先逐漸增大后逐漸減小體驗中考1（08·太原）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，當(dāng)兩支點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如圖6-54所示的位置時，光屏上C，D兩處會得到清晰________(填“縮小”“等于”或“放大”)的燭焰的像，生活中的光學(xué)器件________就是利用這一成像規(guī)律工作的.用一厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上________（填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的像.2（08·哈爾濱）同學(xué)們利用如圖6-55所示的裝置探究“凸透鏡成像規(guī)律”時，將蠟燭從遠處逐漸靠近凸透鏡的過程中，蠟燭經(jīng)過_________位置以后，所成實像由縮小變成放大；經(jīng)過_________位置以后由實像變成虛像.3（08·蘇州）小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論，請你將空缺部分補充完整.（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖6-56所示的光路圖，則該透鏡的焦距為____cm.（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在____.（3）按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中.①上表中實驗序號2中像的性質(zhì)為_______，實驗序號4中像距為_______cm.②當(dāng)燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向_______（填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動.4（09·廣東）在“凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，小華同學(xué)進行了如下兩個探究：（1）為研究像距與焦距的關(guān)系，他選用焦距不同的三個凸透鏡進行實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如上表.①分析表中數(shù)據(jù)可知，保持物距不變時，焦距越大，則像距越______（填“大”或“小”）.②實驗序號1中成的像應(yīng)是_______（填“放大”或“縮小”）的實像.（2）小華用若干個發(fā)光二極管組成形狀如“E”的發(fā)光物體，如圖6-57甲所示將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏依次組裝到光具座上并調(diào)整好，在光屏上成的像如圖6-57乙所示，如果只將“E”，換成“R”，并在同一位置觀察，光屏上成的像應(yīng)是圖6-57丙中的_____.（填數(shù)字序號）學(xué)后反思附：課堂檢測及體驗中考答案課堂檢測1答案為C.2答案為D.3答案：蠟燭放