第5節(jié)-第2課時(shí)-凸透鏡成像規(guī)律

第五節(jié)科學(xué)探究：凸透鏡成像第2課時(shí)凸透鏡成像規(guī)律第四章多彩的光1課堂講解探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)操作凸透鏡成像規(guī)律2課時(shí)流程當(dāng)堂作業(yè)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)課后作業(yè)蝴蝶杯，古代飲器之一，以杯中“酒滿蝶顯，酒干蝶隱”的奇特視覺效果而千古流傳，被世人美譽(yù)為“千金之寶”。注入酒后的蝴蝶杯為什么會(huì)顯示出蝴蝶栩栩如生的畫面呢？加酒1知識(shí)點(diǎn)探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)操作知1－導(dǎo)1.照相機(jī)、投影儀、放大鏡成像各有何特點(diǎn)？

照相機(jī)成倒立、縮小的實(shí)像；投影儀成倒立、

放大的實(shí)像；放大鏡成正立、放大的虛像。知1－導(dǎo)2.它們成像時(shí)，物體到凸透鏡的距離有何不同？照相機(jī)成像時(shí)離鏡頭較遠(yuǎn)，幻燈機(jī)成像時(shí)離鏡頭較近，放大鏡成像時(shí)離凸透鏡最近。

知1－導(dǎo)凸透鏡成像的正倒、大小、虛實(shí)跟物距有什么關(guān)系呢？【猜想】根據(jù)已有知識(shí)提出猜想：物距大，成倒立、縮小的實(shí)像；物距小，成倒立、放大的實(shí)像；物距更小，成正立、放大的虛像。問題知1－導(dǎo)【實(shí)驗(yàn)器材】實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，器材主要有光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等。知1－導(dǎo)【實(shí)驗(yàn)方案】改變物距大小，觀察不同物距所成像的大小、正倒、虛實(shí)。

fFO凸透鏡光屏物體知1－導(dǎo)本次探究，我們將要面臨的問題都有哪些呢？1.如何保證蠟燭的像成在光屏的中央？2.如何找到像的位置？3.如何能更加方便的測(cè)出物距和像距？4.實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)記錄哪些現(xiàn)象和數(shù)據(jù)？請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)

計(jì)一個(gè)表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？問題知1－導(dǎo)1.使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。知1－導(dǎo)2.點(diǎn)燃蠟燭，使蠟燭位于凸透鏡前某一位置，左右移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的像，此時(shí)光屏的位置就是像的位置。若無論怎樣移動(dòng)光屏都得不到像，可取下光屏，直接用眼透過凸透鏡觀察。知1－導(dǎo)3.固定凸透鏡在光具座上，調(diào)節(jié)蠟燭和光屏的位置改變物距和像距。4.需記錄像的正倒、大小、虛實(shí)，物距和像距，像與物的位置關(guān)系。知1－導(dǎo)研究“像與物距的關(guān)系”數(shù)據(jù)記錄表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm正、倒大、小虛、實(shí)1

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……

知1－導(dǎo)【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】下面請(qǐng)同學(xué)們使蠟燭位于凸透鏡前的不同位置，調(diào)節(jié)光屏分別找到像，觀察像的性質(zhì)，并將對(duì)應(yīng)的物距、像距及像的正倒、大小、虛實(shí)分別記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格內(nèi)。知1－導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論物距像的情況像距方向大小虛實(shí)u>2ff<v<2f倒立縮小實(shí)像u=2fv=2f倒立等大實(shí)像f<u<2fv>2f倒立放大實(shí)像u=f不成像u<f同側(cè)正立放大虛像知1－導(dǎo)【分析歸納】分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得出成像規(guī)律：物距(u)像

的

性

質(zhì)像距(v)正、倒大、小虛、實(shí)位置u>2f倒立縮小實(shí)像異側(cè)f＜v＜2fu=2f倒立等大實(shí)像異側(cè)v=2ff<u<2f倒立放大實(shí)像異側(cè)v＞2fu=f不成像，大小不變的圓形光斑

u<f正立放大虛像同側(cè)v＞u知1－導(dǎo)【巧學(xué)妙記】一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小，實(shí)像總是異側(cè)倒，虛像總是同側(cè)正，物近像遠(yuǎn)像變大，焦點(diǎn)、以內(nèi)反變化。知1－導(dǎo)1.當(dāng)u=f時(shí)，凸透鏡為什么不成像？有什么應(yīng)用？2.當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，你能否利用這一規(guī)律測(cè)量一未知凸透鏡的焦距？問題1.物體在焦點(diǎn)上，發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡平行于主光軸，故不成像，可獲得平行光2.求焦距：成等大實(shí)像時(shí)，f=u/2知1－導(dǎo)3.某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)用白紙遮住了部分透鏡，還能成完整的像嗎？像有什么變化？4.某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以將蠟燭怎樣移動(dòng)？問題3.通過實(shí)驗(yàn)觀察知：仍能成完整的像，像變暗。4.通過實(shí)驗(yàn)觀察可知：蠟燭向上移動(dòng)。知1－導(dǎo)【蝴蝶杯顯影釋疑】1.結(jié)構(gòu)知1－導(dǎo)2.顯影原理(a)沒酒水時(shí)，蝴蝶圖片在凸透鏡的焦點(diǎn)上。(b)注入酒水后，酒水和凸透鏡的共同作用相當(dāng)于增大了凸透鏡的焦距，使蝴蝶圖片在凸透

鏡焦點(diǎn)以內(nèi)，成正立、放大的虛像。(c)蝴蝶杯顯影光路圖。知1－講〈江蘇揚(yáng)州，實(shí)驗(yàn)探究題〉利用光具座探究凸透鏡成像規(guī)律：(1)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了如圖所示的情形，要使像成在光屏中央，應(yīng)將光屏向_____(填“上”或“下”)調(diào)整?！纠?】下知1－講(2)已知凸透鏡焦距為10cm，將蠟燭放在距離凸透鏡

25cm處，調(diào)節(jié)光屏可得到倒立、________(填“放

大”“縮小”或“等大”)的實(shí)像，應(yīng)用這個(gè)原理工作的儀器有________?？s小照相機(jī)知1－講(3)在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)，要在光屏上得到清晰的像則應(yīng)將光屏______(填

“遠(yuǎn)離”或“靠近”)透鏡，光屏上的像________(填“變大”“變小”或“不變”)?？拷冃≈?－講(1)燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度上，像才能成在光屏的中心，所以光屏向下移動(dòng)。(2)透鏡的焦距為f＝10cm，蠟燭放在距離凸透鏡25cm處，即u＝25cm＞2f，這時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像。應(yīng)用這一原理工作的是照相機(jī)。(3)將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)，像就會(huì)靠近透鏡，因此光屏應(yīng)當(dāng)靠近透鏡，且光屏上的像會(huì)變小?！窘馕觥靠偨Y(jié)知1－講(1)物距在不同的范圍內(nèi)的不同位置要進(jìn)行兩次或兩次以上的實(shí)驗(yàn)，目的是使結(jié)論更準(zhǔn)確并具有普遍性，排除偶然性。(2)隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，蠟燭在不斷燃燒，會(huì)使?fàn)T焰的像越來越靠近光屏的上端，這時(shí)的調(diào)節(jié)方法有三種：總結(jié)知1－講①將光屏向上移動(dòng)；②將燭焰向上移動(dòng)；③將凸透鏡向下移動(dòng)。(3)若將凸透鏡的一部分用遮光板遮住，由于燭焰上所有發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光仍然能被凸透鏡剩下的部分折射到光屏的相應(yīng)位置，所以成像的性質(zhì)不變，只是因折射到光屏上的光線減少而使像變暗了。知1－練（來自《典中點(diǎn)》）(中考·濰坊)如圖所示，是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，燭焰、透鏡和光屏的中心大致在同一高度，當(dāng)凸透鏡的焦距f＝10cm、物距u＝15cm、像距v＝30cm時(shí)，在光屏上得到_______、_______的實(shí)像，撤去光屏，簡(jiǎn)要說明觀察該像的方法____________________________________。1倒立放大在光屏位置的后面向透鏡方向觀察知2－導(dǎo)2知識(shí)點(diǎn)凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律可用簡(jiǎn)要?dú)w納成下面幾句話：1.一倍焦距分虛實(shí)（即物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)處，不能成像；當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成虛像；物距大于焦距時(shí)，成實(shí)像，知2－導(dǎo)也就是說，焦點(diǎn)是凸透鏡成虛像或?qū)嵪竦姆纸琰c(diǎn)），二倍焦距定大小（是說物距大于1倍焦距而小于2倍焦距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；在物距小于1倍焦距時(shí)，成正立、放大的虛像。即2倍焦距處是成放大實(shí)像或縮小實(shí)像的分界點(diǎn)）。知2－導(dǎo)2.實(shí)像總是異側(cè)倒（即成實(shí)像時(shí)，總是像、物異側(cè)，像相對(duì)于物是倒立的），虛像總是同側(cè)正（即成虛像時(shí)，總是像、物同側(cè)，像相對(duì)于物是正立的）。3.物近像遠(yuǎn)像變大，（即物體靠近透鏡時(shí)，像要遠(yuǎn)離透鏡，同時(shí)像要變大）物遠(yuǎn)像近像變?。次矬w遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，像要靠近透鏡，同時(shí)像要變?。?。知2－導(dǎo)4.像的大小像距定（即像距變大時(shí)像變大，像距變小時(shí)像變?。?，像兒跟著物體跑（即物體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，像就向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)）。利用凸透鏡成像的規(guī)律可以確定像的性質(zhì)，也可以確定焦距的范圍，還可以確定物距與像距的變化關(guān)系及像的大小變化。知2－講〈沈陽(yáng)〉某物體通過一凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)像距為15cm；當(dāng)物體移到該透鏡前20cm處時(shí)，能夠用光屏承接到的像為________立、________(填“放大”“縮小”或“等大”)的像?！纠?】倒縮小知2－講（來自《點(diǎn)撥》）因?yàn)橄窬酁関＝15cm時(shí)，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，所以此時(shí)v＞2f，即15cm＞2f，解得：f＜7.5cm。當(dāng)物體移到該透鏡前20cm時(shí)，u＝20cm，故此時(shí)u＞2f，因此成倒立、縮小的實(shí)像?！窘馕觥恐?－練（來自《典中點(diǎn)》）1(中考·宜昌)手持一個(gè)凸透鏡在室內(nèi)的白墻和窗戶之間移動(dòng)(離墻更近些)，在墻上能看到(

)A．倒立、縮小的實(shí)像B．倒立、放大的實(shí)像C．正立、放大的虛像D．正立、縮小的虛像A知2－練（來自《典中點(diǎn)》）2(漳州改編)用手機(jī)攝像頭掃描二維碼(如圖)可快速登錄網(wǎng)頁(yè)，訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，當(dāng)手機(jī)掃描二維碼時(shí)(

)A．?dāng)z像頭相當(dāng)于凸透鏡B．二維碼是光源C．二維碼位于攝像頭的一倍焦距以內(nèi)D．二維碼通過攝像頭成的像在一倍焦距以內(nèi)A兩個(gè)分界點(diǎn)兩個(gè)一致性焦點(diǎn)：實(shí)像、虛像的分界點(diǎn)二倍焦距：成放大、縮小實(shí)像的分界點(diǎn)像與像距大小變化像與物移動(dòng)方向u>f:實(shí)像u<2f:放大u>2f:縮小u<f:虛像物向右，像向右物距變大，像變大1.凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用：物距u像的性質(zhì)應(yīng)用正倒大小虛實(shí)像距vu＞2f倒縮小實(shí)2f＞v＞f照相機(jī)、攝像機(jī)u＝2f倒等大實(shí)v＝2f測(cè)焦距2f＞u＞f倒放大實(shí)v＞2f投影儀、幻燈機(jī)u＝f不成像u＜f正放大虛v＞u放大鏡2.凸透鏡成像中物體與像的移動(dòng)規(guī)律：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，若凸透鏡不動(dòng)，物體向上移動(dòng)，像會(huì)向下移動(dòng)。若物體不動(dòng)，凸透鏡向上移動(dòng)，像也向上移動(dòng)。3.凸透鏡成像規(guī)律：(如圖所示)(來自《典中點(diǎn)》)(中考·菏澤)在做“探究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上，位置如圖所示。則在光屏上(

)A．成倒立放大的實(shí)像B．成倒立縮小的實(shí)像C．不會(huì)得到像D．像距大于10cm小于20cm1A(來自《典中點(diǎn)》)(中考·南充)把一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，在另一側(cè)距凸透鏡15cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑。將點(diǎn)燃的蠟燭放在離凸透鏡14cm處，經(jīng)凸透鏡所成的像是(

)A．正立、放大的虛像B．倒立、放大的實(shí)像C．倒立、縮小的實(shí)像D．正立、放大的實(shí)像2A(來自《典中點(diǎn)》)3(中考·襄陽(yáng))如圖所示，在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，若將點(diǎn)燃的蠟燭依次放在a、b、c三處，其中蠟燭放在________處得到的實(shí)像最大，放在________處得到的實(shí)像最小。bc(來自《典中點(diǎn)》)(中考·益陽(yáng))如圖是凸透鏡成實(shí)像時(shí)像距v和物距u的關(guān)系圖像，分析圖像可知(

)A．該凸透鏡的焦距是10cmB．當(dāng)物距u＝30cm時(shí)，

像距v＝30cmC．物距增大時(shí)像距也增大D．當(dāng)物距u＝15cm時(shí)，成縮小的像4A5【長(zhǎng)沙】在“探究凸透鏡的成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小明進(jìn)行了以下探究：