探究凸透镜成像的规律

1、第第3节节 凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律第第1课时课时 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律R八年级上册八年级上册学习目标知识与技能知识与技能1.理解凸透镜的成像规律.2.知道凸透镜成放大、缩小、实像和虚像的条件.过程与方法过程与方法1.能在探究活动中，初步获得提出问题的能力.2.通过对凸透镜成像现象的观察分析，总结出凸透镜成像规律，并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.培养从物理现象中归纳科学规律的方法.情感、态度情感、态度与价值观与价值观1.通过研究凸透镜成像的实验，以及对其成像规律的分析有意识地渗透辩证唯物主义观点.2.通过探究活动，激发学生的学习

2、兴趣，培养学生对科学的求知欲，使他们乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律.3.注意培养学生乐于参与观察、试验、制作的兴趣.学习难点学习重点 对凸透镜成像规律的理解和认识对凸透镜成像规律的理解和认识. .指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系型之间的必然联系. . 1. 物距是指物距是指_的距离，用的距离，用 u 表示；表示；像距是指像距是指_的距离，用的距离，用 v 表示表示.物体到透镜物体到透镜 2. 当凸透镜成像时：（当凸透镜成像时：（1）u 2f，成，成_、_的的_像，此时像距像，此时像距 v

3、的范围为的范围为_；（；（2）当当f u 2f 时，成时，成_、_的的_像，此像，此时像距时像距 v 的范围为的范围为_；（；（3）当）当u f 时，成时，成_、_的的_像像.像到透镜像到透镜倒立倒立缩小缩小实实f v 2f正立正立放大放大虚虚 3. 凸透镜成的实像有凸透镜成的实像有_、等大、等大、_三种，三种，而虚像只有而虚像只有_的的.实像与物体在透镜的实像与物体在透镜的_侧，虚像与物体在透镜的侧，虚像与物体在透镜的_侧侧.缩小缩小放大放大两两同同放大放大 1生活中的凸透镜能成什么样的像？生活中的凸透镜能成什么样的像？倒立、放大的倒立、放大的实像实像倒立、缩小的倒立、缩小的实像实像正立、放

4、大的正立、放大的虚像虚像观察与思考观察与思考2观察凸透镜成像。观察凸透镜成像。（1）手持凸透镜，缓）手持凸透镜，缓慢从桌面书本移向眼睛。慢从桌面书本移向眼睛。思考：思考： 你看到了什么？你看到了什么？ 有多少种不同的情况？有多少种不同的情况？（2）把放大镜正对着）把放大镜正对着窗户外，并且在放大镜另窗户外，并且在放大镜另一侧比较靠近的位置前后一侧比较靠近的位置前后移动光屏，观察是否能在移动光屏，观察是否能在光屏上找到窗外景物的像？光屏上找到窗外景物的像？知识点一1探究问题：探究问题： fFO凸透镜凸透镜2实验方案：实验方案：光屏光屏物体物体像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么像的虚、实，大、

5、小，正、倒跟物距有什么关系呢？关系呢？（1）实验器材：）实验器材：烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。（2）两个物理名词及实验前的调节：）两个物理名词及实验前的调节：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座物距（物距（u）像距（像距（v）（1）实验步骤）实验步骤组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。光屏中心调整到同一高度。将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距烛放在较远处，使物距u2f，调整光屏到凸透

6、镜的，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距大小和正倒。记录物距u和像距和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使，仍使u2f，仿照步骤，仿照步骤 再做再做2次实验，分别观察实像的大次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距小和正倒。记录物距u和像距和像距v。3进行实验与收集证据进行实验与收集证据把蜡烛向凸透镜移近，改变物距把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使，使fu2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小

7、和正倒。记录物距成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使，使fu2f，仿照步骤仿照步骤 再做再做2次试验，分别观察实像的次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距大小和正倒。记录物距u和像距和像距v。把蜡烛向凸透镜移近，改变物距把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使，使uf，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。正倒。实验实验凸透镜焦距凸透镜焦距f = _ cm物距与焦物距

8、与焦距的关系距的关系物距物距u/cm像的性质像的性质像距像距v/cm虚实虚实大小大小正倒正倒（2）探究实验记录表）探究实验记录表f v 2f倒立倒立放大放大实像实像正立正立放大放大虚像虚像v = 2f倒立倒立等大等大实像实像u 2ff u2fu = 2fu = fu u分析表中的记录，找出凸透镜成像的规律分析表中的记录，找出凸透镜成像的规律 uf 时成实像，时成实像，uf 时成虚像时成虚像。 ( (一倍焦距点分虚实一倍焦距点分虚实 ) )1. 像的虚实：像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？成虚像？知识点二放放映映状状态态下下显显示示2.

9、 像的大小：像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？uv时，得到缩小实像；时，得到缩小实像； uv时，得到放大实像。时，得到放大实像。思考：难道实像只有放大和缩小两种情况？思考：难道实像只有放大和缩小两种情况？ 当当u = v = 2f 时成等大的实像。时成等大的实像。 二倍焦距点分大小。（没有缩小的虚像。二倍焦距点分大小。（没有缩小的虚像。 ）2. 像的大小：像的大小：3. 像的正倒：像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条

10、件下成倒立的像？下成倒立的像？uf 时成实像，是倒立的；时成实像，是倒立的；uf 时成虚像，是正立的。时成虚像，是正立的。物距连续变化时像的大小及像距的变化。物距连续变化时像的大小及像距的变化。当物距当物距“很远很远”时，相距近似等于焦距。时，相距近似等于焦距。重要应用：远物成像粗测焦距。重要应用：远物成像粗测焦距。 “ “傻瓜相机傻瓜相机”成像原理。成像原理。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物远像近像变小，物近像远像变大。物远像近像变小，物近像远像变大。规律方法规律方法1在做在做“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验的实验时时，某某同学在光具座上将蜡烛放置在凸

11、透镜前同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前，然后移然后移动光屏动光屏，可他无论怎样移动光屏可他无论怎样移动光屏，都无，都无法在光屏法在光屏上观察到烛焰的像。请你分析发生这一现象可能上观察到烛焰的像。请你分析发生这一现象可能原因原因。答：答：光屏上不能发现烛焰的像，原因可能有：光屏上不能发现烛焰的像，原因可能有：（1）蜡烛放在一倍焦距以内，成虚像；）蜡烛放在一倍焦距以内，成虚像；（2）蜡烛正好放在一倍焦距上，不能成像；）蜡烛正好放在一倍焦距上，不能成像；（3）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处，像未成在光屏上；处，像未成在光屏上；（4）光具座太短，小于光屏

12、的调节范围（前两）光具座太短，小于光屏的调节范围（前两条即可）条即可）2（1）如图所示，把点燃的蜡烛放在）如图所示，把点燃的蜡烛放在_处，处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在_处，处，光屏上出现放大的像；放在光屏上出现放大的像；放在_处时，光屏上不会处时，光屏上不会成像。成像。（2）在物距不断减小的过程中，像距不断）在物距不断减小的过程中，像距不断_，像的大小不断像的大小不断_；当物距小于；当物距小于_时，无时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。 ADBCF2fF光屏光屏ACD增大增大变大变大1倍焦

13、距倍焦距3.某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律具座上研究凸透镜成像规律.（1）如果凸透镜焦距为）如果凸透镜焦距为10cm，当透镜到蜡烛，当透镜到蜡烛的距离为的距离为15cm时，移动光屏，在光屏上得到倒立时，移动光屏，在光屏上得到倒立的的_的实像的实像.倒立、放大的实像倒立、放大的实像f u 2f 时，成倒立、缩小的实像；时，成倒立、缩小的实像；当当2f u f 时，成倒立、放大的实像；时，成倒立、放大的实像；当当u v时，成倒立、缩小的实像；时，成倒立、缩小的实像；当当uv时，成倒立、放大的实像时，成倒立、放大的实像.凸透镜成凸

14、透镜成像的规律像的规律1.物距与焦距物距与焦距的关系的关系 2.物距与像距物距与像距的关系的关系 1凸透镜成像的规律是什么？凸透镜成像的规律是什么？2你得到这个规律用的是什么方法？你得到这个规律用的是什么方法？物距物距像的性质像的性质像距像距虚实虚实大小大小正倒正倒u2f实像实像缩小缩小倒立倒立2f v fu2f实像实像等大等大倒立倒立v2f2f u f实像实像放大放大倒立倒立v2fuf不成像不成像uf虚像虚像放大放大正立正立与物同侧与物同侧1.从课后习题中选取；从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。完成练习册本课时的习题。 1.本课内容是本章的核心，它是学生在学习第本课内容是本章的核

15、心，它是学生在学习第2节节“生活中生活中的透镜的透镜”，对生活中常用的透镜及对其成像情况获得丰富、具，对生活中常用的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用实验探究的方法总结出体的感性认识的基础上，带着问题，用实验探究的方法总结出凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律.2.新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系有关为主线，新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系有关为主线，安排了学生安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与结论结论”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛

16、盾、进一步解决问题的过程盾、进一步解决问题的过程.很好地体现了新教材让学生在体很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神.3.本节的难点是学生对实验数据的分析和论证本节的难点是学生对实验数据的分析和论证.特别是凸透特别是凸透镜成实像时，动态规律：镜成实像时，动态规律：“物近像远像变大物近像远像变大,物远像近像变物远像近像变小小”，这可以用多媒体动画演示凸透镜成像，从而让学生自己，这可以用多媒体动画演示凸透镜成像，从而让学生自己找到其中的规律找到其中的规律.（教材（教材P98“想想议议想想议议”）查看实验数据，凸透镜成放大

17、的像时，物距跟查看实验数据，凸透镜成放大的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你可以得出什么结论？距相比，哪个比较大？由此你可以得出什么结论？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？虚像？解：解：凸透镜成放大的像时，物距小于像距；成凸透镜成放大的像时，物距小于像距；成缩小的像时，物距大于像距缩小的像时，物距大于像距.由此可以得出结论：由此可以得出结论：物距越大，像距越小，像也越小；物距越小，像距物距越大，像距越小，像也越小；物距越小，像距越大，像也越大越

18、大，像也越大.凸透镜所成的像中没有正立的实凸透镜所成的像中没有正立的实像，也没有倒立的虚像像，也没有倒立的虚像.1.照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸透照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸透镜成像的规律，说一说它们分别应用了凸透镜成像镜成像的规律，说一说它们分别应用了凸透镜成像的哪个规律的哪个规律.（教材（教材P99“动手动脑学物理动手动脑学物理”）解：解：照相机：物距大于二倍焦距，成倒立、缩照相机：物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；小的实像；投影仪：物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成投影仪：物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像；倒立、放大的实像；放大镜：物距小于一倍焦距，成正

19、立、放大的放大镜：物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像虚像.2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水.把一把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（如图）到那支笔（如图）.如果把笔由靠近玻璃瓶的位置如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想一做，验证你的猜想.解：解：玻璃瓶相当于一个柱面透镜，根据物体与玻璃瓶相当于一个柱面透镜，根据物体与凸透镜距离小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，凸透镜距离小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，离凸透镜越远像越大，当铅笔由靠近盛水玻璃瓶的离凸透镜越远像越大，当铅笔由靠近盛水玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，透过盛水玻璃瓶你会看到位置向远处慢慢移动时，透过盛水玻璃瓶你会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，根据物体与凸透镜距离大于一倍焦距，成