3.3探究凸透镜成像的规律.doc

物理学 郭章渊 第三章透镜及其应用第三章 透镜及其应用第三节 探究凸透镜成像的规律一、教学目标1.知识与技能：（1）理解凸透镜的成像规律，知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与发光体位置的关系。（2）了解实像和虚像的区别。2.过程与方法：（1）能在探究实践中初步获得提出问题的能力。（2）通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。（3）学习从物理现象中归纳科学规律的方法。3.情感、态度和价值观：（1）具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。（2）乐于参与观察、实验、制作等科学实践。二、教学重难点1.重点：（1）理解凸透镜成像规律。（2）物距、像距和实像、虚像的概念。 2.难点：使学生初步了解科学探究的方法三、课时安排：2课时四、教学环节设计课时1：1.学生分组实验：研究凸透镜成倒立，缩小实像的规律。按下列步骤进行：（1）用粉笔在桌面上画约1米长的直线。在直线中间某一位置标出凸透镜的位置O。根据已知的凸透镜焦距，用刻度尺在直线上标出凸透镜两侧的焦点F及二倍焦距处P。按课本图，把凸透镜、蜡烛、光屏放在画好的直线上。点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。沿直线移动蜡烛，使蜡烛到凸透镜的距离远大于二倍焦距。沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。请同学们观察，光屏上的像与物体比较是倒立还是正立?像与物体比较是放大了还是缩小了?像在凸透镜的哪一侧?用刻度尺量出像成在什么位置? 观察完以后，教师讲解：光屏上的像是怎么形成的呢?照课本说明像是烛焰发出的光经过凸透镜折射后折射光会聚成的，是实际光线会聚成的，所以叫实像。实像能用光屏接收到。这个像与平面镜成的像是不同的。平面镜成的是虚像，不能用光屏接收到，要往镜子里看才能看到。接着引导学生小结实验结果：物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时，在凸透镜另一侧得到一个倒立、缩小的实像。让学生阅读课本方框中“凸透镜成缩小实像的条件”的一段话。教师在黑板上板书。（2）再让学生做一次实验：把蜡烛移向凸透镜，仍保持距离在二倍焦距。移动光屏，找到像的位置。用刻度尺量一量像到凸透镜的距离有什么变化?观察像是否仍然是倒立的?与上一次实验得到的像比较，大小有什么变化?移动蜡烛，缩小与凸透镜的距离，再做一次。观察像的情况是怎样变化?再将蜡烛移到离凸透镜的距离等于二倍焦距的地方，移动光屏使光屏上得到清晰的像，用刻度尺量出像到凸透镜的距离，观察像是否倒立。和物体比较，像的大小怎样?实验观察结束，先让学生回答观察结果。教师再进行小结：当物体(烛焰)逐渐靠近(或远离)凸透镜时，像逐渐变大(或变小)，像离凸透镜距离也变大(或变小)。当烛焰离凸透镜的距离等于二倍焦距时，得到的是倒立、等大的实像(黑板板书)。2.研究凸透镜成倒立、放大实像的条件（1）请同学们用上节课的器材做实验。在桌上用粉笔画出直线，把凸透镜、蜡烛、光屏放置在直线上，调整它们的高度。（2）把蜡烛放在离凸透镜的距离稍小于二倍焦距的地方。沿直线调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现明亮、清晰的像。观察这个像是放大的还是缩小的，是正立的还是倒立的?像在凸透镜哪一侧?（3）把蜡烛向凸透镜移近些，仍在焦点以外。移动光屏，使光屏得到清晰的像。请同学们观察：移近后得到的像和原来的像比较是变大了还是变小呢?像离凸透镜的距离怎样变化?实验观察结束，教师提问：光屏上得到的是实像还是虚像?学生回答。然后教师引导学生得出结论：当物体离凸透镜的距离在二倍焦距与一倍焦距之间时，在凸透镜另一侧得到一个倒立、放大的实像。物体向凸透镜靠拢时，得到的像变大，像到凸透镜的距离也是变大的。教师板书。3.研究凸透镜成正立、放大的虚像的条件学生继续用上面器材进行实验。把蜡烛向凸透镜移近，移到焦点以内。移动光屏，观察光屏上还能得到像吗?(学生观察后回答得不到)在光屏这一侧往凸透镜里观察，能看到像吗?请学生回答：往凸透镜里面观察，看到了一个什么样的像?让学生把蜡烛移到靠近焦点，仍在焦点以内时，凸透镜里看到的像是变大了还是变小了?这个像和前实验中光屏上得到的像有什么不同?学生回答后，教师小结：物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，能得到一个正立、放大的像。这个像不是实际光线会聚成的。不可以在光屏上得到它，因此是虚像。（教师板书。）课时2：1.用表格的方式总结并归纳上节课凸透镜成像规律实验得到的实验结论，并讲述和解释。物体到凸透镜的距离(物距)像到凸透镜的距离(像距)像的情况正立或倒立放大或缩小虚像或实像u2f2fvf倒立缩小实像(异侧)u=2fv=2f倒立等大实像（异侧）2fufv2f倒立放大实像（异侧）uf正立放大虚像（同侧）u=f不成像告诉口诀，记忆凸透镜成像规律，口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，虚像同侧正，实像异侧倒。物体越靠近焦点像越大（实像：物近，像远，像变大）2.典型例题解析：1. 成倒立、缩小的实像的条件： 2. 成倒立、放大的实像的条件： 3. 成正立、放大的虚像的条件： 4如图所示，蜡烛的烛焰在凸透镜的右侧光屏上成一个倒立、缩小的像，图中O点是凸透镜的中心，A、B、C、D四个点中有一点是凸透镜的焦点，且，根据成像情况可知，_点是凸透镜的焦点5如图是“研究凸透镜成像”的实验图，若在透镜右边的光屏上（光屏未画）得到清晰缩小的实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的_点处，_机就是利用此成像特点制成的6做“研究凸透镜成像”的实验中，发现烛焰的像在屏的下边缘处，如果不改变烛焰及屏的位置，只移动透镜，使像移到屏的中央，那么应将凸透镜_移动（选填（“向下”或“向上”）7.凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_；凸透镜成实像和虚像的分界点是_.8.某同学拿了一个焦距为15 cm的凸透镜，要想观察细小的物体应将物体放在距凸透镜_的下方；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该_，此时像的位置在_的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_，此时像的位置在_的范围.9小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图18所示：(1)要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整(选填“上”或“下”)；(2)实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm；(3)接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向 移到某一位置(选填“左”或“右”)，才能在屏上得到倒立、 、清晰的实像(选填“放大”、“缩小”或“等大”)。10蜡烛放在离凸透镜40cm的主光轴时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰放大的像若把蜡烛在原来位置向远离透镜方向移动40cm，则所成清晰的像定是（ ）A虚像 B放大的 C正立的 D缩小的11一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（ ）A像逐渐变大，像距逐渐变小B像逐渐变小，像距逐渐变大C像逐渐变大，像距逐渐变大D像逐渐变小，像距逐渐变小12如果要使透镜15cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像，测应选择的凸透镜的焦距为（ ）A5cm B10cm C15cm D20cm13在做凸透镜成像的实验时，若光屏上得到一个倒立、缩小的实像，测得物体到透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距有可能为（ ）A3cm B5cm C7cm D14cm14要在光屏上得到跟物体一样大小的像，下列元件中应选用（ ）A平面镜B凸透镜C凸面镜D凹