八年级物理上册4.3凸透镜成像规律教案苏科版

1、1 4.3 探究凸透镜成像规律 一、教学目标： （ 1）知道凸透镜成像规律。 （2）能运用凸透镜成像的规律解释有关现象。 （ 3）通过探究活动，体验科学探究的全过程，学会从现象中归纳出规律的方法。培养学 生乐于参与观察、实验的兴趣。 二、教学重点、难点 【重点 】凸透镜的成像规律。 【难点 】凸透镜成像性质的描述。 三、教学器材： 透镜、光屏、蜡烛、刻度尺、光具座等 四、教学过程 （一） 前提测评（上节课重点内容再现） 怎样初测凸透镜的焦距？ （二）进行新课 1、导入新课 师：通过放大镜看书上的字，会看到什么现象？ 生答：正立放大的像 师：用放大镜看东西，一定是正立、放大的像吗？（稍等） 出示

2、放大镜，让学生用放大镜看远处的同学和老师。 生：看到远处的物体成倒立的、缩小的像 2、探究活动 （1）提出问题 师：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的观察中我们可以看到同样是凸透镜，但观察到的现 象却有很大不同：有时是正立的，有时是倒立的、有时是放大的，有时是缩小的。下面请 同学们根据观察到的现象和对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解思考一下，你还想 知道哪些问题？以小组为单位讨论。 提炼学生问题中的知识点，确定本课的探究课题： 凸透镜在什么条件下成放大的像，在什 么条件下成缩小的像，在什么条件下成正立的像，在什么条件下成倒立的像。 （ 2）猜想假设 师：通过我们已经了解的关于凸透镜的知识和你的

3、日常生活经验，你认为上述问题的答案 可能是什么？以小组为单位继续讨论。 猜想： 照像时人和景物到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，像是缩小的；使用投影仪时，投 影片到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小， 像是放大的。 看来， 像是放大的还是缩小的， 可能跟物体和凸透镜的距离有关。 窗外的景物到凸透镜的距离比较远，像是倒立的；用凸透镜直接看书上的字时，凸透镜离 书面较近，像是正立的。可能凸透镜成像的正倒与物体到凸透镜前的位置有关。 照相机、投影仪工作时，物和像在凸透镜的两侧；而放大镜中，物体和像在透镜的同侧。 像的正倒可能跟物体和像是否在同侧有关。 (3)设计实验 师：上面我们已经对所提出的问题作

4、出了初步的猜想和假设，下面我们就要来亲自动手检 验一下。用什么办法去验证猜想是否正确呢？ 生：用实验的方法可以来验证猜想的正确性。 师：那么在动手实验之前，请各小组先讨论一下，拿出你们的小组的实验设计方案。(教 师指导下进行全班交流，并参照书上给出的实验设计方案，比较各组的方案中的成功之处 和考虑不够周到的地方， 请学生修正自己组的方案， 可以边设计，边实验校正，边修改。) 2 教师介绍：物距(u)、像距(v)、实验器材。 师：从”物距这个名词的字面含义上看，物距应该指的是什么？ 生：物体到透镜的距离。 师：准确地说是物体到透镜光心的距离。那像距呢？ 生：像到透镜光心的距离。 师：同学们的桌子

5、上都有一只凸透镜，它的焦距我们在学习透镜一节中已经测出是 10 厘米，给大家一只蜡烛做物体，研究火焰所成的像。一面光屏用来承接火焰的像。大家 可以将凸透镜、蜡烛、光屏固定在光具座上，从光具座的刻度尺上可以读出蜡烛到凸透 镜的距离和光屏到凸透镜的距离，有了这些器材，你应该怎样做呢？ 生：设计实验的方法、步骤，并向全班同学介绍、交流。例如：固定凸透镜、光屏，移 动蜡烛，在光屏上找到像后记录实验现象；固定光屏、蜡烛、移动凸透镜，使光屏上成 像。(说明：若实验方案较多不能统一，可先让学生动手试一下，来证实实验方案的可 行性；若方案较统一，教师可进行归纳总结。在边讨论边动手尝试中不仅可以学习如何 拟定实

6、验方案，还可培养与他人交流合作的能力。 ) 师：同学之间交流并探讨出实验的方法和注意事项 (a) 凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。使火焰、透镜光屏的 中心在同一高度； (b) 将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛； (c) 移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离、 像到凸透镜的距离、像的大小和倒正； (d )将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到蜡烛的像； (e)继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处？像是怎样的？ 实验时注意分工合作，边实验边记录数据，并填入表格。 像的性质 实验次数 物距口 /cm 像距

7、/cm 倒立、缩小的像 倒立、等大的像 倒立、放大的像 正立、放大的像 / / (4 )进行实验 (a) 学生根据要求，自己组装仪器并进行实验。把蜡烛放在离透镜不同的位置上，移动光 屏，观察像的大小、正倒。 (b) 各人得出数据后在小组内进行讨论，分析数据，比较物距和焦距关系，得出成放大、 倒立像的条件和缩小、倒立像的条件。 (c) 将各组数据及结论全班交流，分析各组数据中是否出现错误，并探讨一下出现错误的 可能情况，并改正。(评估各组结论是否正确) 3 (5) 分析论证 师：下面我们把探究的结果汇报一下。 学生回答。 教师介绍实像和虚像： 师：在实验中同学们有没有发现：把蜡烛放在什么位置，无

8、论光屏如何移动，均无法在光 屏上得到像？此时，若取下光屏，在光屏处直接用眼睛观察，你会看到什么现象？这个像 和前两次成的像有什么区别？ 师：在刚才的实验中，同学们看到了正立的放大像，去卩无法用光屏承接，是因为在成像的 位置并没有光线在那里会聚，只是我们感到光线是从那里射出来的，是虚像；倒立的像则 不同，在像的位置真的有光线在那里会聚，可以用光屏承接，像这样由真实光线会聚而成 的像叫实像。 师：知道了实像和虚像之后，我也提出两个问题。请你进一步猜测并根据上面探究所得资 料进行分析，在什么情况下凸透镜成实像？在什么情况下成虚像？ 生：讨论并回答，当物体到凸透镜的距离大于焦距时成实像；当物体到凸透镜

9、的距离 小于焦距时成虚像。 师：我们从实验中获得了许多数据，并得出结论。请同学们根据成像的情况对结论进行归 纳分类。 师：通过这节课的探究学习，你能总结出凸透镜成像的规律吗？ (6) 小结归纳 (a)凸透镜成像规律：(板书) 物距 像的性质 观察光屏 像与物 在镜的 放大或缩 小 倒立或正 立 实像或虚 像 u2f 缩小 倒立 实像 有清晰像 两侧 u=2f 等大 倒立 实像 有清晰像 两侧 2fuf 放大 倒立 实像 有清晰像 两侧 u=f 不成像 fu 放大 正立 虚像 不成像 同侧 (b)讨论交流:4 （1）二倍焦距处和一倍焦距处分别是什么像的分界点？ 二倍焦距处（即 2f点）：是实像和

10、虚像的分界点； 一倍焦距处（即焦点）：是放大像和缩小像、正立像和倒立像的分界点 （2）若无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像，则可能的原因是什么？ （三）当堂检测 1如图所示，F、F到凸透镜的距离均等于焦距， P、P到凸透镜 的距离均为2倍焦距。那么，烛焰在光屏上成的应是倒立、 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；若把蜡烛移到 P与F之间, 填“变小”、“变大”或“不变”）。 a be di F Q - 2f - ! 凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图 所示的a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置. _ 点时，屏上出现放大的像； _ 点时，屏上出现缩小的像； _ 点时

11、，屏上出现等大的像； _ 点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像. 3如图12,实验用的凸透镜焦距为 10厘米，保持透镜位置不变。 当蜡烛在15厘米刻度处时，为了在光屏的中心找到像，应调整光屏的 _ 由图示可知物距是 _ 厘米。 要使得光屏上出现清晰的像，应将光屏向 _ 方向移动（选填“远离透镜” 或“靠近透镜”）。此时蜡烛成像的特点是 _ 。 （如果保持透镜位置不变， 将蜡烛和光屏的位置对调， 光屏会呈现像吗？如果有像呈现, 那么是 是 。 ,你的依 （4）如图：大写英文字母“ F”在凸透镜中成的像是（ ) F 1 d F E A B C D 五、课后作业： 1、理解并熟记凸透镜的成像规

12、律 调整光屏后，在光屏上得到的像将会 _ （2、小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于 当蜡烛位于 当蜡烛位于 当蜡烛位于 当蜡烛位于 n 卄 5 2、完成“课后练习”； 3、课后完成一个小实验 找一个圆柱形玻璃瓶，里面装满水，把一支铅笔水平地放在水瓶的一侧，透过水瓶， 可以看到那支笔。把笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动，透过水瓶你可以看到一个有趣 的现象，描述这个现象；与前面用凸透镜所做的实验相比，有什么共同之处？有什么不同 之处？ 六、课后反思：6 4.3 探究凸透镜成像规律 惠萍初中施春华 课后练习 班级 _ 姓名_ 一、选择题 1. A B是物体AB经过凸透镜后在光屏上所成的像，

13、在下图所示情况中属于正确的 是（ ） 2. 一束平行光线沿主光轴射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴 上距透镜中心12 cm的地方，若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜 15 cm和6 cm处, 两次的像 （） C.都是实像 D. 都是虚像 答案：A 3. 物体在凸透镜前 20 cm的地方，所成的像是倒立、放大的实像。若将物体放在这 个凸透镜前10 cm处，所成的像是 B （ ） A. 倒立、放大的实像 B. 正立、放大的虚像 C.倒立、缩小的实像 D. 倒立、等大的实像 答案 4. 在研究凸透镜成像的实验中，先在光屏上得到了烛焰放大清晰的像，如要在光屏 上得到清晰缩小的像，可采

14、用下列哪种方法 （ ） A. 其它不动，将凸透镜向蜡烛方向移动 B. 其它不动，将光屏向凸透镜方向移动 C. 其它不动，将凸透镜向光屏方向移动 D. 其它不动，将蜡烛向凸透镜方向移动 答案：C 5. 在凸透镜成像的实验中，下列说法中正确的是 D （ ） A. 不管蜡烛在什么位置，移动光屏，总可以在光屏上得到烛焰清晰的像 B. 只要蜡烛在一倍焦距以外，光屏上得到的像总是倒立缩小的像 A.都是放大的像 B. 都是正立的像 7 C. 当蜡烛由二倍焦距以外向焦点处移动时，物距和像距同时变小 D. 将蜡烛放到一倍焦距以内，在透镜的另一侧观察到一个清晰的放大的正立的像8 答案:D 6 在研究凸透镜成像实验

15、中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观 察到的虚像可能是图中的 （ ） A B C D 答案:B 7. 关于实像和虚像，下列的说法正确的是 （ ） A. 实像能用光屏收集到，虚像不能 B. 虚像是人的幻觉，并没有光线进入人的眼睛，实像则相反 C. 实像一定是由光的折射现象形成的，虚像一定是由光的反射现象形成的 D. 实像有放大和缩小的，而虚像都是放大的 答案:A 8. 当烛焰离凸透镜 30cm时，在凸透镜的另一侧的光屏上可得到一个倒立、放大的像， 该凸透镜的焦距可能是 （ ） A. 40 cm B. 30 cm C. 20 cm D. 10 cm 答案:C 9. 某同学在做研究凸透

16、镜成像实验时，保持凸透镜 位置不变，如图，先后使烛焰位于 a、b、c、d四点，并 _a_ _ JD _ _c _ _ d_ 分别调整光屏的位置，实验后，他归纳出以下说法，其 中错误的是 （ ） ： J f A .使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小 2 f B. 使烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大 C. 使烛焰位于b点时，成放大的实像 D. 使烛焰位于d点时，成放大的实像 答案:C 10. 在“研究凸透镜成像规律”的实验中，测得透镜与物体 AB及光屏之间的相对位置 如图所示，光屏上恰好得到清晰的倒立缩小的像，由此可知这个凸透镜的焦距应该（ ） A. 大于40 cm B. 在20 cm和40

17、cm之间 C. 在7 cm和14 cm之间 D. 等于14 cm 答案:C 9 二、填空题 11. _ 估测凸透镜焦距常用的方法是：将凸透镜 _ 太阳光，在透镜另一侧移 动纸屏得到一个 _ 就是焦点，用刻度尺测量出焦点与透镜 _ 的10 距离就是焦距。 答案：正对，最小最亮，中心 12. 当物距 _ 焦距时，物体在凸透镜中成实像；当物距 _ 焦距时，物体 在凸透镜中成虚像。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 答案：大于，小于 13. _ 当物距 _ 焦距时，物体在凸透镜中成缩小实像，当物距在 _ 之 间时，物体在凸透镜中成放大实像。 答案：大于二倍，焦距与二倍焦距 14. _ 当物体在凸透镜

18、中成虚像时，物、像的左右 _ ，上下 _ ；成实像时， 物、像的左右 _ ，上下 _ （选填“一致”或“相反”）。 答案：一致，一致，相反，相反 15. 有一支点燃的蜡烛与墙相距 6m中间放一个透镜，使蜡烛与透镜相距 1.5m，则 在墙上得到物体的像，此像是 _ 、_ 的 _ 像。 答案：倒立，放大，实 16. 在研究凸透镜成像的实验中，直线上的 A、B C点分别用于放置器材，并能在光 屏上得到清晰的倒立、缩小的像。如图所示，其中 A - 点放 _ ， B点放 _ ， C点放 A B C _ 。（选填“光屏” “蜡烛”或“凸透镜”） 答案：光屏，凸透镜，蜡烛 17. 在探究凸透镜成像规律的实验

19、中，当蜡烛距离凸透镜 36 cm时，像成在距凸透镜 20 cm的另一侧光屏上，在屏上看到的是 _ 立的 _ 的实像，所用凸 透镜的焦距 _ （选填“大于”、“小于”或“等于” ）18cm。 答案：倒立，缩小，小于 三. 简答题： 18. 把一张透明塑料纸铺在桌面上，用筷子在塑料纸上滴一个水珠（直径约为 5 mm, 双手平拿着塑料纸，透过扁圆的水珠看报纸上的字，字是放大了还是缩小了？看到的是实 像还是虚像，小水珠起了什么作用？ 答案：扁圆的小水球相当凸透镜，通过它看报纸上的字是放大了，小水珠起了放大镜 的作用，看到的是虚像。 19. 如图，烛焰通过凸透镜后在光屏上能形成一个清晰的像，请问，这个像

20、的特点如 何？若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，光屏上会成像吗？为什么？ 成什么11 样的象？ 答案：倒立放大的实像。能成像。因为折射时，光路也是可逆的。（此时12 倒立缩小的实像） 20、点燃的蜡烛、凸透镜、光屏如图所示，若固定蜡烛、凸透镜的位置，移动光屏, 答案：不能，因为在一倍焦距内物体所成的像是正立、放大的虚象，光屏无法接收。 四、作图题 21、下图表示分别从透镜的二倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它 们通过透镜后的光路（P是与透镜距离等于 2倍焦距的位置）。 V 五、实验、探究题 22.在进行“探究凸透镜成像”的实验过程中： （1） 应把凸透镜、蜡烛、光

21、屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、 凸透镜中心和光屏的中心在一条与光具座 _ 的直线上。 （2） 当蜡烛在凸透镜左侧距透镜 20cm处时，在右侧光屏上得到一个倒立、等大的实 像，则凸透镜的焦距 f为 cm 。 （3） 在成实像的情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，当火焰向左偏斜时，观察到的像的火 焰向 _ 侧偏斜；在成虚像的情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，当火焰向左偏斜时，观 察到的像的火焰向 _ 侧偏斜。 （4） 填写下列实验表格： u为蜡烛到凸透镜的距离， v为光屏或像到凸透镜的距离 蜡烛位置 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 像的大致范围 u=30cm u=24cm 在屏上能否得到清晰的烛焰的像？为什么? 13 u=6cm - 14 答案：（1）平行；（2） 10; （ 3）右，左；（4） 蜡烛位置 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 像的大致范围 u=30cm 倒立 缩小 实像 大于10cm小于20cm u=24cm 倒立 放大 实像 大于20cm u=6cm 正立 放大 虚像 L 23.如图4所示是研究“凸透镜成像”的实验装置示意图， 已知凸透镜的焦距为 10cm。 10 20 30 斗 0 50 60 70 30 90 cn; （1）若要使光屏上成烛焰放大的实像，蜡烛应放在光具座刻度尺上