《第3节 凸透镜成像的规律》教案（附导学案、同步练习）

《第3节凸透镜成像的规律》教案【教学目标】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.【教学重点】：对凸透镜成像规律的理解和认识.【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.【教学用具】：凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺.教学过程一、新课导入情景一：玩小水珠。把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠，观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问：问题：你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？情景二：演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板(墙壁)上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像？问题：如何区别像的正立、倒立？什么情况像明亮、清晰？问题：怎样区别实像和虚像？像与原物相比有什么特点？问题：像的放大、缩小是什么意思？点评：实像是由实际光线会聚而成的像，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。“放大”“缩小”指像与物比较的结果。“变大”“变小”指像本身的变化情况。问题：什么是物距、像距？点评：灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。问题引导：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么呢？能猜想一下吗？凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。设计意图：贴近学生的心理需求及生活实际提出问题，激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。二、推进新课探究点凸透镜成像及其规律新器材：光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜说明：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。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。固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。问题：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质(放大、缩小，倒立、正立，虚、实)……强调注意事项及实验步骤：a．将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度b．将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置，点燃蜡烛c．移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止d．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e．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烛焰的像f．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？进行实验与收集证据：探究一：在光屏上找到物体完整清晰的实像。教师巡回指导：引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。①物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；②光屏上的像最亮最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。探究二：探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。1.当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f＜v＜22.当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时，v＝2f。此点为成实像大小的分界点。3.当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时，v＞24.当u＝f时，不成像。此点为成像虚实的分界点。5.当u＜f时，成正立、放大的虚像。说明：教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行时可向教师要卡片，按提示继续实验。实验表格物距成像性质像距应用u＞2u＝22f＞u＞u＝fu＜f分析论证：根据成像的情况，对数据进行分类1．焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。即一倍焦距内外分虚实。2．二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。二倍焦距内外分大小。3．实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。4．u＞v，像是缩小的，u＜v，像是放大的。5．成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即成虚像时，物近像小，物远像大。物体越靠近焦点像越大。6．实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光线的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。【板书设计】第3节凸透镜成像的规律1．成像规律及应用物距成像性质像距应用u＞2倒立、缩小的实像2f＞v＞照相机u＝2倒立、等大的实像v＝2f2f＞u＞倒立、放大的实像v＞2投影仪、幻灯机u＝f不成像u＜f正立、放大的虚像与物同侧放大镜2.物近像远像变大离焦点越近像越大一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小【教学反思】凸透镜成像规律一向是学生学习的难点,通常在教这部分内容时,老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律,学生再来验证一遍.虽然学生在实验时都能在光屏上找到像,但只是照样画葫芦,结果对于物距,像距,焦距.有些学生还是弄不清楚,对于规律也是记不牢,且容易忘.。根据新教材注重探究,让学生在学习过程中主动获取知识的精神,我安排了提出问题,设计实验探究,合作交流等几个过程,并在得到初步结论时,及时用作图法帮助理解记忆凸透镜成像的规律,同时与生活中照相机、幻灯机等实际例子结合,利用实际知识加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。首先我利用学生的生活经验——放大镜的使用体验,发现它也能成倒立。《第3节凸透镜成像的规律》导学案教学目标一、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.二、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.通过探究活动，体验科学的全过程和方法.3.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.三、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辨证唯物主义观点.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.4.通过照相机的教学，使学生基本掌握照相机的使用，使学生会用照相机拍自然风景，培养学生的审美情趣.教学重点对凸透镜成像规律的理解和认识.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.导学过程一、引入新课我们看到了人在照相的时候，总是可以得到一个倒立、缩小的实像；在看电影的时候，我们可以看到一个放大的实像；老爷爷还可以透过放大镜看到一个放大了的字，这都是通过凸透镜所成的像。那么同样是凸透镜，为什么可以成这样不同的像呢？.你们想进一步了解它们吗？想了解什么？二、预习学案：知识回顾：1.照相机镜头是一个

镜,它能成

的、

的、

像。2.投影仪上也有一个相当于

的镜头，它成的是

立的、

的、

像。3.放大镜就是一个

镜，它能成

立的、

的、

像。4.实像：能在上呈现的像，它是由实际光线而成的。（也可用眼睛观察到）5.虚像：呈现在光屏上的像，只能用眼睛观察到。课前预习：1.当u>2f时，能成

的、

的、

像，像距

，应用

。2.当f<u<2f时，能成

的、

的、

像，像距

，应用

。3.当u<f时，能成

的、

的、

像，应用

。4、从左向右依次放置_______、_______、__________。调整它们的位置，使三者在__________；，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在

___________。5.凸透镜成实像与虚像的分界点在哪儿？6.凸透镜成放大像与缩小像的分界点在哪儿？7、当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？三、实验探究案实验准备：1．测定凸透镜的焦距f并做好记录。方法：平行光聚焦法2．实验器材摆放。注意：将凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。光屏上的像一定要明亮，清晰；多次进行测量，仔细观察，做好记录进行实验；3．提出问题，进行探讨：如何使物体所成的像呈现于光屏上？（答案：调整物体，光屏到凸透镜的距离）实验过程中应记录哪些现象和数据。（物体到凸透镜的距离（物距u），像到凸透镜的距离（像距v），倒立或正立，像的大小，像的虚、实。）实验步骤：1、把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。2、把蜡烛向凸透镜移近，使物距等于2f重复以上操作，进行观察和测量。3、把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即2f＞u＞f，重复以上操作，进行观察和测量。3、把蜡烛向凸透镜移近，使物距等于f重复以上操作，进行观察看能不能成像。4、继续移近蜡烛，使物距u＜f，在屏上还能得到蜡烛的像吗？怎样才能观察到蜡烛的像？是虚像还是实像？观察像的大小、正倒、测出物距，估测出像距。按上述计划操作，把数据和观察结果填入下表中。透镜焦距f=_____cm实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm放大（缩小）正立（倒立）实像（虚像）1234当堂训练：1.在探究凸透镜成像规律的时候，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________，这样才能使烛焰的像成在_________.实验中，我们所说像的倒立或正立，是相对于__________________的.2.将点燃的蜡烛沿凸透镜的主轴，从大于二倍焦距处逐渐向透镜移动时，在光屏上可先观察到_________、_________的实像，当蜡烛移到距凸透镜二倍焦距时可观察到_________、_________的实像，接着移动蜡烛可观察到_________、_________的实像，最后在光屏上观察不到像了，可在凸透镜的另一侧观察到_________、_________的虚像.3.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_________.4.某同学拿了一个焦距为15cm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.5.在探究凸透镜成像的实验中，在屏上出现的像是_________像（填“虚”或“实”）.6.物体到凸透镜的距离小于凸透镜的焦距时能成_________、_________、_________像.《第3节凸透镜成像的规律》同步练习第1课时探究凸透镜成像的规律01知识管理1．探究凸透镜成像规律的实验实验目的：探究像的虚实、大小、正倒与________的关系．实验器材：________、凸透镜、________和________等．物理量：物体到凸透镜的距离叫________，用字母u表示；像到凸透镜的距离叫________，用字母v表示．注意：在摆放仪器时，要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心“共线”并“等高”．“等高”就是点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏中心大致在同一高度，只有这样才能使烛焰成的像落在光屏的中央，便于观察．2．凸透镜成像规律规律：(1)当蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外时，调整光屏的位置，可在光屏上出现________、________的清晰的________像；(2)当蜡烛位于二倍焦距以内焦点以外时，调整光屏的位置，可在光屏上出现________、________的清晰的________像；(3)当蜡烛位于透镜的焦点以内时，在光屏上________(填“能”或“不能”)得到蜡烛的像，透过透镜可以看到蜡烛成________、________的________像．02基础题1．将一个凸透镜正对着太阳光，在凸透镜另一侧15cm处的纸上出现一个最小、最亮的光斑，将一个物体放在该凸透镜主光轴上距光心20cm处，则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个()A．正立、放大的虚像B．正立、缩小的虚像C．倒立、放大的实像D．倒立、缩小的实像2．如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像．当把蜡烛向左移动一段距离，要在光屏上再次成一个清晰的像，应该()A．保持凸透镜不动，光屏向左移B．保持凸透镜不动，光屏向右移C．保持凸透镜和光屏都不动D．以上说法都不对3．(多选)在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是()A．蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线B．蜡烛距凸透镜距离大于焦距C．蜡烛距凸透镜距离小于焦距D．蜡烛距凸透镜距离等于焦距4．小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：(1)如图甲所示，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在________高度上．(2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、________的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是________．(3)实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都________(填“变大”“变小”或“不变”)．(4)实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向________(填“上”或“下”)移动．(5)通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是________(填符号)．03中档题5．某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中错误的是()A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小B．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大C．烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大D．烛焰位于d点时，成正立放大的虚像6．(泰安中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，物体距离凸透镜30cm时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像．该凸透镜的焦距可能为()A．5cmB．10cmC．15cmD．18cm7．实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题：(1)光屏上像的性质为________________．(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子：________.(3)从图中读出物距为________cm，并推算出焦距为________．A．f＜15cmB．15cm＜f＜20cmC．f＞30cm(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？________.8．小明同学探究凸透镜成像的规律时，实验步骤如下：(1)将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处，把蜡烛和光屏分别安放在光具座上凸透镜的两侧，如图所示．然后调整蜡烛、凸透镜及光屏的高度，使三者的中心在____________．(2)将蜡烛放在光具座上20cm处，移动________，直到呈现出最清晰的像，然后________蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离．(3)将蜡烛移至光具座上45cm处，接下来的探究操作不必要的是________(填字母)．A．移动光屏，在光屏上寻找蜡烛的像B．在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像C．在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，三班学生在老师的要求下，全班分成7个小组，都使用焦距是10cm的凸透镜做实验．最后，老师将各组实验的结果画在了图中．图中1和1′，2和2′…7和7′分别表示实验时各组的物和对应像的位置．请你根据实验的要求和图中的信息，回答下列问题：(1)实验时，光具座水平放置，位于光具座上的烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心应该处于____________．(2)从________两组可以看出，当物体位于一倍焦距和二倍焦距之间时，所成的像是________立的、________的实像．(3)从6、7两组可以看出，凸透镜成虚像时，像与物在________侧，且像是________立的．(4)由图可知成实像时，当物远离凸透镜，则像________(填“远离”或“靠近”)凸透镜，且像变________(填“大”或“小”)．04拓展题10．在凸透镜的主光轴上放一根木棒，a端在2倍焦距之外，而b端在1倍焦距与2倍焦距之间，如图所示，那么在另一侧所成的像是()A．a端变细，b端变粗B．a端变粗，b端变细C．a、b端变粗D．a、b端变细第10题图第11题图11．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是()A．该凸透镜的焦距是16cmB．当u＝12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像C．当u＝20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小第2课时凸透镜成像规律的应用01知识管理凸透镜成像规律的应用序号物距与焦距的关系像的性质像距与焦距的关系应用正倒大小实虚与物位置关系1u>2f倒缩小实异侧f<v<2f照相机2u＝2f倒等大实异侧v＝2f测焦距3f<u<2f倒放大实异侧v>2f投影仪4u＝f不成像制作平行光源5u<f正放大虚同侧v>u放大镜口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物近像远像变大，焦距以内反变化．说明：(1)“一倍焦距分虚实”意思是以焦点为界，物体在焦点以外成实像，在焦点以内成虚像，在焦点处不成像；(2)“二倍焦距分大小”意思是以二倍焦距为界，物体在二倍焦距以外成缩小的像，在二倍焦距以内成放大的像，在二倍焦距处成等大的像；(3)“物近像远像变大”意思是随着物距的减小，所成的像变大，像距也跟着变大；(4)“焦距以内反变化”意思是物体在焦点以内时，随着物距的减小，所成的虚像变小，像距也在变小．02基础题1．在某些重要会议入场时，采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片，通过信号线传递给计算机识别．摄像机的镜头()A．相当于凸透镜，焦距可为0.5mB．相当于凹透镜，焦距可为0.5mC．相当于凸透镜，焦距可为0.2mD．相当于凹透镜，焦距可为0.2m2．如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材利用这一成像原理的是()A．放大镜B．电影放映机C．照相机D．投影仪3．小林同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)，下列说法正确的是()A．光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像B．图中成像特点与照相机成像特点完全相同C．将蜡烛移到光具座10cm刻度线处，保持凸透镜和光屏不动，光屏上仍可成清晰的烛焰像D．将蜡烛移到光具座40cm刻度线处，保付凸透镜不动，无论怎样移动光屏，它上面都得不到清晰的蜡烛像4．“嫦娥二号”探测器与“战神”小行星擦身而过，按照从左到右的次序，探测器上的照相机先后拍摄了一组照片(镜头的焦距不变)．对此过程，下列说法中正确的是()A．小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变小B．小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变大C．小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变小D．小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变大5．如图所示是带放大镜的指甲剪．修剪指甲时，透镜到指甲的距离应________(填“大于”“等于”或“小于”)一倍焦距．6．小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，他将蜡烛放在距凸透镜15cm的位置，调节光屏位置，可以得到一个清晰的倒立、________(填“等大”“放大”或“缩小”)的实像，利用这个原理可以制成________________．实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜，此时光屏上________(填“会”或“不会”)出现手指尖的像．7．在学校艺术节上，小月同学进行了微雕创作，将同学们熟悉的梅花校徽完美地展现在一粒大米上．(1)为看清微雕上的图像，小月利用如图1所示透镜中的________(填序号)进行观察；(2)正确选择透镜后，小月拿透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，当在纸上呈现一个最小最亮的光斑时，测得这个光斑到透镜的距离为5cm；(3)透过透镜观察微雕作品，小月看到的像如图2所示，此时透镜到微雕作品的距离在________范围，________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的．03中档题8．如图所示是小明同学在2016年杭州G20峰会期间拍摄的G20标志的照片，下列说法正确的是()A．遮住一半镜头，仍能照出完整物体B．拍摄时底片上的像是倒立放大的实像C．小明所使用的照相机的镜头相当于凹透镜D．要想使像小一些，小明应靠近标志，调节暗箱长度后再拍摄第8题图第9题图9．一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”还能把物体“缩小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做实验．他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了如图所示的花朵的正立放大的虚像，接着他按小聪的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵．关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是()A．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像B．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像C．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像D．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像10．生物课上，小明用一个放大镜近距离观察小昆虫，当他发现看不太清楚小昆虫时，正确的做法是___________________________________________________(填“将放大镜离小昆虫稍远一点”或“将放大镜离小昆虫稍近一点”)．由于小明不小心将放大镜掉在地上摔掉了一小块，他用此放大镜________(填“能”或“不能”)成一个完整的小昆虫的像．11．如图所示是黄麻汽校安装在汽车上的“倒车防撞可视雷达”，安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成________、________的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，司机据此可以准确地了解车后的情况．如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变________．12．小丽同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像