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5.科学探究：凸透镜成像规律
第2课时
【学习目标】
1.理解凸透镜成像的规律.
2.了解凸透镜在照相机、摄像头、幻灯机和投影仪中的应用.
3.学会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象.
【学习重点】
组织指导学生完成实验探究凸透镜成像的规律.
【学习难点】
引导学生设计实验,分析数据,归纳总结,得出规律.利用凸透镜成像规律解释生活中的现象.
一．实验目的：探究凸透镜成像规律
二．实验器材：光具座、凸透镜、光屏、_________、蜡烛和火柴等。
三．实验操作要求：
1.提出问题与猜想：
同学们知道了照相机可以拍摄景物，投影仪和放大镜也能成像的特点，比较它们所成的像，聪明的你想到了什么？你会提出什么新的问题呢？
你提出的问题是： 。
你的猜想是： 。
2.设计实验和进行实验（请按以下实验步骤进行实验）：
（1）用平行光汇聚法测得实验所用凸透镜的焦距是 cm
（2）将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放在光具座上，调整它们的高度，使它们的中心大致在同一高度，从透镜的位置开始用刻度尺在左右两边用笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；
（3）把蜡烛放在离凸透镜较远的位置，使物距u ﹥2f，保持物距不变，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、倒正以及物距、像距的大小，把观察结果和数据记录在下面的表格中；然后调整物距仍使物距u ﹥2f，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、倒正以及物距、像距的大小，把观察结果和数据记录在下面的表格中；
（4）把蜡烛向凸透镜移近，使物距u =2f ，重复以上操作，进行观察和记录；
（5）继续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。实验做两次，进行观察记录；
（6）继续把蜡烛向凸透镜移近，使物距u =f ，这时调整光屏，在光屏上已经看不到蜡烛的像（思考为什么？）
（7）继续把蜡烛向凸透镜移近，使物距u ﹤f ，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接通过凸透镜去观察蜡烛，把物距和观察结果记录在表格中。
四．记录和结论
像与物距的关系
物距与焦距关系 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
实虚 大小 正倒
u ﹥2f
u =2f
2f﹥u﹥f
u =f
u ﹤f
五．分析与论证
分析上表的记录，我们可得出以下结论：
1.（1）当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时，成 像；
（2）当物体位于凸透镜的二倍焦距时，成 像；
（3）当物体位于凸透镜的二倍焦距和一倍焦距之间时，成 像；
（4）当物体位于凸透镜的一倍焦距时，________________________
（5）当物体位于凸透镜的焦距以内时，成 像，它的应用是 。
2.成实像时，物与像是_______（填“同侧”或“异侧”）________(填“正立”或“倒立”)
成虚像时，物与像是_______（填“同侧”或“异侧”）________(填“正立”或 “倒立”)
3.一倍焦距分________，二倍焦距分_________
实像：_________、________、________；虚像：_________、________、________
答案：
三. 1. 凸透镜成像大小与什么有关呢？
凸透镜成像情况可能与物体到凸透镜的距离有关
2.（1）10
（6）在焦点发出的光，经凸透镜折射后变成平行光束，不能相交，即不成像
五．1.（1）倒立、缩小、实像 （2）倒立、等大、实像 （3）倒立、放大、实像
（4）不成像 （5）正立、放大、虚像 放大镜
2.异侧 倒立 同侧 正立
3.虚（像）实（像） 大小 物近、像远、像变大 物近、像近，像变小
【当堂检测】
1、照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应图，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是 （ )
　　
A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立缩小实像
B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立缩小实像
C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立放大虚像
D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立放大实像
2、如图所示，手机镜头成缩小的像，其成像特点与下列仪器相同的是（ ）
A．幻灯机 B．照相机 C．放大镜 D．潜望镜
3、一位同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像，接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，则（　　）
A．将光屏适当左移，可得到倒立放大的实像
B．将光屏适当左移，可得到倒立缩小的实像
C．将光屏适当右移，可得到倒立放大的实像
D．将光屏适当右移，可得到倒立缩小的实像
4、小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
5、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，需调节__________、_________、_________三者的中心大致在同一高度，即“三心同高”。
6、
7、如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点．其中照相机是根据物体放在 点时的成像特点制成的，幻灯机是根据物体放在 点时的成像特点制成的．
8、将点燃的蜡烛沿凸透镜的主光轴，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；接着移动蜡烛使物距在一、二倍焦距之间，可观察到______、________的实像；当蜡烛移到距凸透镜焦点时，在光屏上可观察到___________，此时凸透镜不成像；接着移动蜡烛使物距小于焦距，此时在光屏上_______（“能”或“不能”）承接到蜡烛的像，但可在凸透镜的另一侧观察到_________、_________的虚像.
1.3.同学们在探究“凸透镜成像规律”时，将蜡烛从远处逐渐靠近凸透镜的过程中，蜡烛经过_______位置以后，所成实像由缩小变成放大；经过_____位置以后由实像变成虚像。
4.如图所示，凸透镜的焦距为lOcm，保持透镜位置不变．当蜡烛在20cm刻度处时，为了在光屏的中心找到像，应调整光屏的 ，并将光屏向 方向移动(选填“远离透镜”或“靠近透镜”)。
答案：1、A 2、B 3、 B 4、D 5、烛焰 凸透镜 光屏
6、二倍焦距处 焦点 7、a c
8、倒立 缩小 倒立 等大 倒立 放大 圆形光斑 不能 正立 放大
【我的收获】

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