探究凸透镜成像规律

1、探究凸透镜成像规律【教材解读】本节是在学生对透镜的认识和生活中放大镜的使用，获得丰富、具体感性认识的基础上，带着向题，用探究的方法研究的内容.本节的主要内容就是让学生通过科学探究的活动，在认识凸透镜的基础上找出凸透镜成像的规律.实验过程中教师要放手让学生合作、交流、探究，体验科学探究的全过程，归纳凸透镜读的成像规律，如有时间可适当延伸探究当物体挡住透镜一部分时像的变化，及像与物体上下、左右相反的特点。本节内容是本章的核心，它是学生在学习第2节“透镜”，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，用探究的方法研究本节的内容.本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的

2、活动，找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主探究，体验科学探究的全过程，从而激发学生探究成像规律的兴趣，使学生能够体验科学探究的过程与方法.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“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进步解决问题的过程.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.教材这样处理，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，这样加深学生对凸透镜的认识，又让学生运用所学知识，分析生活中透镜的成像原理。【课程标准分析】 课程标准要求：探究并知道凸透镜成像的规律，

3、了解凸透镜成像规律的应用. 课程标准解读：通过实验，探究凸透镜成像的基本规律.会使用相关的实验仪器，能通过观察和实验收集凸透镜成像规律的有关数据和资料，归纳出凸透镜成像的规律.培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力.【教法分析】本节课是初中学生在物理学习过程中第一次进行全过程探究，我们关键应该引导学生样去猜想，在教学中创设合理的猜想情景，并且引导学生知道猜想要有猜想的理由，不能胡乱猜想.设计实验是探究的一个重要环节，所以我们要引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么，培养学生对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行

4、简单的比较，分析它们的相同点与不同点，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，这样让学生经历从物理现象和实验归纳科学规律的过程，培养了学生的处理信息的能力、分析概括的能力，从而提高了学生的科学素养。【学法分析】凸透镜成像规律的实验探究一直以来是重点考查内容，常以实验题形式出现.理论联系实际题呈上升趋势，常以填空题见们寸主进识现学的选择题形式出现.学生在学习过程中应重点理解和认识凸透镜成像规律，在探究过程中建立起实验与物理模型之间的必然联系，能掌握并运用以下三点内容：（1）焦点是成实像和虚像的分界点.二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点.（2）凸透镜所成的实

5、像必须倒立，且物与像分居透镜两侧像可以是放大的、等大的或缩小的.成虚像必正立，物与像位于透镜同側，像一定是放大的.（3）物体在焦点以外移动时（即成实像时）：物近像远像变大.物体在焦点以内移动时（即成虚像）：物远像远像变大.【教学目标】知识与技能1.知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系，进一步理解虚、实像的概念2.能应用凸透镜成像规律讨论、解决一些简单的实际问题.过程与方法1.通过对知识的整理，提高学生的归纳能力，和对信息进行分析、整理、应用的能力.2.领会探究凸透镜成像规律的方法，感受探究过程的科学方法.情感、态度与价值观1.通过尝试应用凸透镜成像规律解决实际问题，学生乐于将所学

6、的物理知识应用到日常生活中.2.通过学生的实际操作，体验到实验成功的喜悦。【重点、难点解析】重点：对凸透镜成像规律的认识和理解引导学生做好探究实验，可以再根据作图的方法认识凸透镜成像的实质，以加深认识与理解。难点：运用凸透镜成像规律，解决实际问题：根据凸透镜成像的数据进行总结得出成实像时“物近像远像变大”，再针对投影仪的调节进行训练。【教学过程】一、引入新课透镜分为两种，分别是凸透镜和凹透镜，而凸透镜在我们日常生活中应用非常广泛，比如照相机镜头，投影仪和放大镜都是用凸透镜制成的。根据你们的生活经验猜想凸透镜成像大小有什么规律吗？二、探究新课-探究凸透镜成像规律1.准备知识物距（u）：物体到透镜

7、的距离；像距（v)：像到透镜的距离。2.组装实验装置在光具座上（或水平桌面上）至左向右依次放置蜡烛（50厘米处）、凸透镜和光屏，点燃蜡烛，并调节三者中心大致在同一高度上。思考：为什么三者中心要在同一高度？为了使成像落在光屏的中间。3.如何找焦点方案1、阳光正对凸透镜，移动透镜或光屏获得最小最亮点，测量镜与屏距离方案2、二倍焦距法观察实验：在表格中分别填上每次的物距和像距，观察和焦距的关系。小结凸透镜的成像规律：（凸透位置不变）讨论交流：二倍焦距处和一倍焦距处分别是什么像的分界点？分别比较物距和像距的关系小结归纳：1） 一倍焦距处（即f点）：分虚实2） 二倍焦距处，分大小3） 实总倒，虚总正4、

8、作图：凸透镜成像规律 5、凸透镜成像动态规律1)颠倒规律风吹动烛焰，烛焰向左偏，则光屏上的成像向_偏2）物距改变动态规律成实像时，f一定,物近像远像变大，物远像近像变小成虚像时，物近，像近，像变小。3）物像对调：物体成清晰实像时，将物体和光屏对调后，仍然能成清晰的像，而且两次成像的特点正好相反:一次放大实像，一次缩小实像（光路可逆）6、实验反思1）做实验前，必须使三者中心在同一高度，原因是？注意：不能说使三者中心在一条直线，虽然成像仍然在光屏的中心，但是不便于实验操作.2）无论怎样移动光屏，都不能成像？原因：（1）没调高 （2）u<f （3）u=f （4）物距太远3）挡住凸透镜一部分，还

9、能成完整像吗？解析：像点是由无数条光线会聚而成，如果把透镜上半部分遮住，上面的光线沿直线传播出去，下面的光线仍然可以折射成像。但是光线的数量会少一半。4）燃烧一段时间，蜡烛变短，成像在光屏的？（上面）想让成像仍在光屏的中心，应将光屏（上调），蜡烛（上调），透镜（下调）5)人眼观察虚像的方法 当物距小于焦距时，左右移动光屏均接收不到像，接着应该? 取走光屏，眼睛位于光屏的位置通过凸透镜观察。 课堂达标1)将一个凸透镜正对太阳光，在距凸透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将一个物体放在凸透镜前30cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（）A倒立、缩小的实像 B倒立、放大的实像C正立、缩小的实像

10、 D正立、放大的虚像2)在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，如果在光屏上得到缩小、倒立的实像，那么要在光屏上得到放大、倒立的实像，下列操作可行的是( )A. 蜡烛右移，光屏右移B. 蜡烛左移，光屏左移C. 蜡烛右移，光屏左移D. 蜡烛左移，光屏右移3）小明在研究凸透镜成像规律时，将蜡烛、凸透镜和光屏固定在如图所示位置时在光屏上得到了清晰的像。将蜡烛移到35cm刻度处后，调整光屏使得光屏上出现清晰的像。下列说法正确的是()A. 一定是放大的像 B. 一定是缩小的像 C. 可能是正立的像 D. 无法确定分析:根据物像对调规律分析4)小明探究凸透镜成像的实验，当光屏及烛焰的相对位置如图，恰能在光屏上

11、得到一个清晰的像，此时成像规律是？他所用的凸透镜的焦距( )A. 一定大于20cm B.一定小于8cm C.一定在10cm到16cm之间 D.一定在8cm到10cm之间凸透镜成像规律应用 一、 照相机的原理1、结构【看一看】照相机的主要结构有哪些？（1）镜头：相当于一个凸透镜换不同的镜头指的是换镜头的焦距，透镜的焦距是死的，想改变焦距只能换镜头（2）胶片：相当于光屏（胶片位于暗箱里面，打开就会曝光）（3）光圈：控制进光量（4）快门：控制曝光时间物距：景物和镜头的距离；像距：镜头和胶片的距离2、成像原理当物距大于2倍焦距时，物体经凸透镜成倒立、缩小的实像。照相机的调节：照相机是短焦距镜头，u&g

12、t;2f，即：Uv像3、动态分析：成像变大方法1）物体距镜头更近时，需调节镜头向前伸以增大像距，才能在底片成清晰的像。此时成的像变大。2）物距不变时，更换焦距更长的镜头之后成像也更大。这种长焦镜头一般长度上也更长，使得像距更大，经过适当调节即可成清晰的像。练习：我们拍照的时候，当物距增大，则成的像缩小，成像范围增大，比如想让全班同学都呈现的照片上，照相者需要向后退。此时照相机的镜头应该向前伸还是向后缩？1、小明给足球队拍集体照时发现有人没有进入取景框内，则小明应该( ) A. 照相机往前移，镜头向前伸B. 照相机往前移，镜头向后缩 C. 照相机往后移，镜头向前伸 D. 照相机往后移，镜头向后缩

13、2、小明站在原地用同一个相机分别配上不同长短的镜头拍出如下四个照片，试分析四张照片和四个镜头的对应情况（ ） 二、投影仪（幻灯机）同学们看过电影，也看到过老师在课堂上用投影仪配合上课，小小的图片怎么会变成很大的画面的呢?1、结构【看一看】图片演示：投影仪的主要结构有哪些？ 1）镜头：相当于一个凸透镜2）白屏幕：相当于光屏3）幻灯片：相当于物体2、成像原理：当物距小于2倍焦距大于一倍焦距时，物体经凸透镜成倒立、放大的实像。平面镜的作用：改变光路。讨论：如果屏幕上的字太小了，如何增大屏幕上所成的像？幻灯机的调节：应在f<u<2f范围内调节，即：uv像三、放大镜1、成像原理：当物距小于1

14、倍焦距时，物体经凸透镜成正立、放大的虚像。凸透镜作放大镜用时，一定要靠近观察的物体，使物体离凸透镜的距离小于一倍焦距，这样才能透过凸透镜看到正立、放大的虚像。应用：常用体温计的刻度部分为三棱体，其正面呈圆弧形这是应用了放大镜原理。2、动态分析：凸透镜当放大镜使用，必须在_,若想让字大一些,则_ 1)在用放大镜时，增大物距，放大效果更好2)放大镜形状更凸时(倍数更大)，即焦距更短，放大效果也更好。焦距更短的意思就是增大物距（增大物距和减小焦距是一个意思）练习：1、在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰M位于距离凸透镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中（ ）M 2、精析精练重点难点突破1、

15、探究凸透镜成像规律教材导言部分的意外“发现”，使学生初步认识到通过凸透镜可以成放大或缩小的实像，也能成放大的虚像.离发现规律还有相当长的距离，在探究中可从以下三方面突破难点：1.放大、缩小实像的探究：先移蜡烛（由远及近）后移光屏，边移边问学生是成放大还是缩小的实像，到学生回答有分歧的时候，说明此时蜡烛和光屏都应该在2倍焦距附近，缓慢调整到像与烛焰等大，这时再引导学生观察并分析物距、像距与焦距的联系，可取得较好的教学效果.2.实像、虚像的探究：方法与第一点相同，到学生在光屏上看不到像时，要注意及时引导学生直接透过透镜观察烛焰.综合大部分同学的意见，最后确定焦点是实像与虚像分界点。总结：用图示说明

16、凸透镜成像规律.3.帮助学生分析、解决两个问题：（1）在光屏上找不到像怎么办？（2）测量的数据与理论值差别太大是什么原因？二、凸透镜成像规律可用口诀“一倍焦距分实，二倍焦距比大小，物近、像远、像变大”来助记.典型例题分析：题型1 凸透镜成像规律的应用【例1】如下图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光解，可以在光屏上得到与物体等大的像.若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则（ ）A.移动光屏，可以在屏上得到倒立、放大的像 B. 移动光屏，可以在屏上得到倒立、缩小的像 C. 移动光屏，可以在屏上得到正立、放大的像D.不论光屏移到什么位

17、置，都不能在屏上得到清晰的像解析:当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像，说明此时得到的是实像（在光屏上得到），且蜡烛（物体）在二倍的焦距处（成等大的像）即该透镜的焦距为15cm，当蜡烛移到刻度为30cm处时，物距为10cm，小于一倍的焦距，成正立、放大的虚像。答案：D方法指导：熟记凸透镜成像规律是解答本题的基础，本题应从题意中分析出透镜的焦距，再根据焦距确定成像情况。【例2】在光具座上做“探究凸透镜成像规律”的实验中，当光屏、透镜、烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个缩-小、清晰的像，由此判断，所用凸透镜的焦距为（ ）A.小于12cm 

18、B.大于24cm  C.等于12cm  D.大于12cm、小于24cm解析：根据凸透镜成像的特点可知：要成缩小、清晰的像且成在光屏上，则应满足u>2f，据题可知：u=24cm，所以24cm>2f，解不等式可得：f<12cm。答案:A方指指导：先根据成像的情况判断出成像的条件，然后将已知的物距代入成像的条件，解出不等式的解就是答案。题型2 成像规律和实践操作【例3】用一架镜头焦距不变的照相机，给一个人照了一张2寸的全身照，现在又要照一张2寸的半身照，应使（ ）A.照相机与人的距离增大，暗箱长度缩短B. 照相机与人的距离增大，暗箱长度伸长C. 照相机与人的距离减小，暗箱长度缩短D.照相机与人的距离减小，暗箱长度伸长点拨：照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的.用照相机照完2寸的全身照，再照2寸的半身照，像的大小变大，则物距必然减小，像距必然增大，即照相机与人的距离减小，暗箱长度伸长。规律总结：凸透镜成像规律记忆口诀；物近、像远像变大。题型3 探究凸镜成像规律【例4】在探究凸透镜成像规律的实验中（1）第一小组同学依次把点燃的蜡烛