学八年级物理上册 第五章 第3节 凸透镜成像的规律第1课时 探究凸透镜成像的规律导学案 新版新人教版

1、第3节 凸透镜成像的规律第1课时 探究凸透镜成像的规律我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。课题探究凸透镜成像的规律课型新授课教学目标知识与技能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

2、.培养从物理现象中归纳科学规律的方法.情感、态度与价值观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.教学重点对凸透镜成像规律的理解和认识.教具准备凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺、多媒体课件.教学难点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.教学课时1课时课前预习1.物距是指 物体到透镜 的距离，用u表示；像距是指 像到透镜 的距离，用v表示. 2.当凸

3、透镜成像时：（1）u>2f，成 倒立 、 缩小 的 实 像，此时像距v的范围为 f<v<2f ；（2）当 f<u<2f 时，成 倒立 、 放大 的 实 像，此时像距v的范围为 v>2f ；（3）当u<f时，成 正立 、 放大 的虚像.3.凸透镜成的实像有 缩小 、等大、 放大 三种，而虚像只有 放大 的.实像与物体在透镜的 两 侧，虚像与物体在透镜的 同 侧.备课笔记巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入通过上节课的学习，我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是

4、凸透镜，并且照相机能使景物在相片上成倒立的像，所成的像比物体小;投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上，供大家观看，这就说明所成的像比物体大，是倒立的；放大镜能把微小的物体放大，使我们看清楚它们，所成的像是正立、放大的.你们想进一步了解它们吗？想了解什么？生1：凸透镜在什么条件下成正立的像，什么情况下成倒立的像？生2：什么情况下成放大的像，什么情况下成缩小的像?生3：什么情况下用光屏能承接到像，什么情况下在光屏上不成像？生4：什么条件下像与物在凸透镜两侧，什么条件下在凸透镜同侧？同学们提出这么多问题，说明同学们认真思考了，这样非常好.现在，我们就根据上节学的知识大胆猜测，通过实验和探究活动来解

5、决.进行新课 探究凸透镜成像规律的实验 教师引导学生根据上一节所学知识探究凸透镜成像规律.生1：照相时物体到凸透镜的距离比投影仪上胶片到凸透镜的距离大，这说明像是放大还是缩小的与物体到凸透镜的距离有关.生2：照相时底片到凸透镜的距离比投影仪的屏幕到凸透镜的距离小，这说明像是放大还是缩小的与像到凸透镜的距离有关.生3：照相机中镜头的凸透镜比投影仪镜头小，这说明像是放大还是缩小的与凸透镜的大小有关.生4：照相机和投影仪的物体和像在凸透镜的两侧，放大镜的像与物体在同侧.这说明成倒立还是正立的像和物体在同侧还是两侧有关.生5：放大镜要看清物体，离物体的距离一般要比照相机、投影仪中凸透镜离物体的距离小，

6、这说明物体成正立、倒立的像与物体到凸透镜的距离有关.同学们猜想得很好.现在逐一讨论看看有没有哪个能排除掉.生：像是放大还是缩小与凸透镜的大小有关，可以排除.因为有的放大镜直径比照相机镜头直径小，也能成放大的像，有的摄影师拿的大焦距的镜头比投影仪的镜头大，成的像还是缩小的，所以可以排除掉.这个同学说得很好，我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确.学生分组讨论，制定实验方案，教师巡回指导.现在我们桌子上有光具座（上面的滑座可以插蜡烛、光屏、透镜，能来回移动，从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系）、蜡烛（做物体用）、光屏（白色的硬纸板作屏）、凸透镜（焦距在1020 cm之间），我

7、们先测出凸透镜的焦距.生1：让凸透镜在阳光下来回移动，找到最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜光心之间的距离，这就是凸透镜的焦距.生2：也可以让凸透镜离灯光5 m以外，找亮点，测定出凸透镜的焦距.教师引导学生动手测出凸透镜的焦距，并设计实验方案：把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.特别提醒：在移动光屏寻找最清晰的像时要注意要将光屏移过那个位置，发现像又逐渐模糊后，再往回移动，可重复两次，直到感觉像最清晰为止.因为如果不移过那个位置，就无法判断下一个位置像是不是会更清晰.知识拓展：随着实验的进行，蜡烛不断燃烧会使烛焰的像越来越靠近光

8、屏的上端，这时的调节方法有三种：（1）将光屏向上移动；（2）将蜡烛向上移动；（3）将凸透镜向下移动.进行新课点燃蜡烛，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.（注意：此操作的目的是使烛焰通过凸透镜所得的像呈现在光屏中央，便于观察与比较像与物体的关系）把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录成表.继续把蜡烛向凸透镜靠近，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离，将数据记录成

9、表.当蜡烛移到一定位置上时，光屏上不能成像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离，像的大小，像的正倒，填入表格.值得注意的是：在同一个物距范围内要取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律，此操作的目的是为了排除偶然因素，使实验结论更具有一般性.学生们认真做实验，教师巡视并进行指导，实验结束，教师组织讨论、提问、进行总结.生1：当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置，像在凸透镜的另一侧，成倒立、缩小的像.像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间.（如图甲）生2：当把蜡烛放在2倍焦距的位置，像在凸透镜的另一侧，像的大小与物体大小相等，是倒立的，像与凸透镜的距离也等于2倍焦距

10、.（如图乙）生3：当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时，像在凸透镜的另一侧，成倒立、放大的像，像与凸透镜的距离大于2倍焦距.（如图丙）生4：当把蜡烛放在1倍焦距的位置时，光屏不成像.生5：当把蜡烛放在1倍焦距之内，光屏上不成像，像与蜡烛在凸透镜同侧，成正立、放大的像.（如图丁）生6：当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时，物体成倒立的像.当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大.生7：当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立、放大的像.这个像光屏上得不到. 备课笔记进行新课 凸透镜成像的规律同学们总结得非常好.物体与凸透镜的距离叫物距，用u表示，像与凸透镜的距离叫像距，

11、用v表示.板书：凸透镜成像的规律：1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像；2.当2f>u>f时，成倒立、放大的实像；3.当u<f时，成正立、放大的虚像.教师用多媒体播放课件“探究凸透镜成像的规律”，并进行讲解：探究凸透镜成像的规律（多媒体课件）（1）凸透镜成像规律可以总结如下表所示： (2)凸透镜成像规律的巧记方法：一焦分虚实，二焦分大小.实像异侧倒，物近像远像变大，虚像同侧正，物远像远像变大.根据上面探究所得的资料进行分析,凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你还可以得出什么结论？生1：凸透镜成放大实像时，像

12、距比物距大.生2：凸透镜成缩小实像时，物距比像距大.生3：当物距大于像距时，凸透镜成缩小的实像；当物距小于像距时，凸透镜成放大的实像.同学们分析得很好，我们又从另一个角度：物距与像距的关系分析了凸透镜成像的条件.板书：1当u>v时, 成倒立、缩小的实像；2当u<v时，成倒立、放大的实像.课堂延展：分析探究凸透镜成像规律的实验中出现的状况（1）分析光屏上不能得到烛焰像的原因在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，有时不能在光屏上得到烛焰的像，是什么原因？学生认真思考，并积极发言，提出各种猜想.教师总结：光屏上不能得到烛焰像的原因大致有4种：若烛焰中心、透镜中心、光屏中心不在同一高度上，像

13、会呈现在光屏的上或下方. 若2fuf，但很靠近1倍焦距时，成的像很大，像距也很大，光屏移动的距离不够，可能承接不到像.备课笔记知识拓展：1.“一焦分虚实,二焦分大小”这句话的意思是:在凸透镜成像规律中,主光轴上有两个分界点,第一个是焦点,第二个是2倍焦距点.以焦点为界,物在焦点外成实像,物在焦点以内成虚像.以2倍焦距点为界,物在2倍焦距以外成缩小的像,在2倍焦距点以内(焦点到2倍焦距点间)成放大的实像.2.“物近像远像变大,物远像近像变小”这句话的意思是:在凸透镜成实像时,随着物距减小,所成像变大,像距也跟着变大.反之,随着物距增大,所成像变小,像距也跟着变小.3.在凸透镜成实像时,当物在2倍

14、焦距外,成像在焦点到2倍焦距之间;当物在焦点至2倍焦距之间,成像在2倍焦距以外.进行新课若uf,烛焰成虚像时，只能透过透镜用眼睛直接观察，光屏上不能承接到像.若u=f，烛焰在焦点发出的光经凸透镜折射成平行光，不成像，在光屏上也不可能承接到像.（2）探究不完整凸透镜的成像情况 探究名称：探究不完整凸透镜的成像情况.提出问题：凸透镜不完整时，成像情况怎么样？猜想与假设：可能只能得到部分像，也可能得到仍完整的像，但亮度减弱.制定计划与设计实验：选一焦距为1020cm的凸透镜，研究蜡烛成的像，用一块白色的硬纸板作屏，承接烛焰的像，如图所示.把蜡烛放在离凸透镜距离适当的位置上， 调整光屏到凸透镜的距离，

15、使蜡烛焰在屏上成一个清晰的像；然后用一纸板挡住凸透镜的一部分（模拟不完整的凸透镜），观察像的情况.进行实验：（1）把蜡烛放在离凸透镜二倍焦距的位置上，调整光屏到凸透镜的距离为二倍焦距，使烛焰在屏上成一个清晰的像；（2）用一纸板挡住凸透镜的上半部，观察屏上成像的情况；（3）反复遮住与不遮，对比观察两种情况下的成像情况.分析论证：看到的现象是：凸透镜不完整时，仍得到完整的像，但亮度减弱.本实验中，用纸板遮住凸透镜的一部分，被遮住的部分便没有光线通过，相当于将凸透镜打去一半，其效果是一样的.因此得出的结论比较有说服力.得出结论：当凸透镜不完整时，仍能成完整的像，所成的像亮度减弱不如原来的清晰.教学板

16、书课堂小结同学们，今天这节课我们通过实验探究了凸透镜在不同条件下成像的规律以及凸透镜成像规律的实验中出现的状况.这节课的知识还需要大家多联系实际理解运用.好，这节课就学到这，谢谢！教材习题解答【教材p98“想想议议”】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？有没有倒立的虚像？解：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.由此可以得出结论：物距越大，像距越小，像也越小；物距越小，像距越大，像也越大.凸透镜所成的像中没有正立的实像，也没有倒立的虚像.【教材p9

17、9“动手动脑学物理”】1.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的哪个规律.规律总结：不管成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小像时必定像距小于物距.教材习题解答解：照相机：物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；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；放大镜：物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像.2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水.把一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）.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？实际做一做，验证你的猜想.与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个

18、实验有什么共同之处？有什么不同？解：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，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，成倒立的实像，铅笔尖会突然改变方向相同：都能反映出凸透镜成的像与物距有关;不同：玻璃瓶是一个柱面凸透镜，它的焦距比较短.3.学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用.“傻瓜相机”有没有光圈和快门？是不是需要“调焦”？解：傻瓜相机也有光圈和快门，只不过它们都安装在机身里面.傻瓜相机内部增加了一些电子机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节.傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手动调整.难题解答【例】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.（1）如果凸透镜焦距为10cm，当透镜到蜡烛的距离为15cm时，移动光屏，在光屏上得到倒立