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课题 第五章 透镜及其应用
5.3 凸透镜成像的规律
教学目标
1.物理观念
（1） 探究并知道凸透镜成像的规律
（2）学习分析实验数据，归纳出结论。
2.科学思维
学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3.科学实验
（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，体验探究过程的全过程和方法。
4.科学态度与责任
（1） 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道理。
（2）初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重点
凸透镜成像的规律
教学难点
设计凸透镜成像实验
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴、平行光源、刻度尺
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
问题
通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。凸透镜成像究竟有什么规律呢？
照相机的镜头是一个凸透镜，人离镜头较远，通过凸透镜成倒立、缩小的实像。
投影仪的镜头是一个凸透镜，景物离镜头较近，通过凸透镜成倒立、放大的实像。
放大镜的镜头是一个凸透镜，微小物体离镜头更近，通过凸透镜成正立、放大的虚像。
照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是：物体通常离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像。物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。可见，像的虚实、大小、正倒与物体到凸透镜的距离（物距）有关系。
像的虚实、大小、正倒与物距有怎样的关系呢？
二、新课讲授、师生互动
（一）实验 探究凸透镜成像的规律
实验思路
为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近（如图所示），把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
由于凸透镜对光的偏折程度跟凸透镜的焦距 有关，所以研究物距u的变化时，焦距可能是个应该注意的参照的距离。比如，我们可以注意观察物距等于焦距、大于或小于1倍焦距、2倍焦距·····时，物体成像情况。
实验过程
用发光二极管（点燃的蜡烛）作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况（如图所示）。
把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。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）。
把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗？当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置？
1.探究前先弄清凸透镜的焦距。若不知道，可利用平行光源测量其焦距。
2.用一支蜡烛作为发光物体，一块白色的硬纸板作为屏。
在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，调整它们的高度，使它们的中心在同一高度处（目的是使烛焰成像在光屏中心）。
3.探究过程中，左右移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，记录像的所在的位置。
（1）把蜡烛放在较远处，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和相距v。
（2）把蜡烛放在2倍焦距处，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和相距v。
（3）把蜡烛放在2倍焦距与1倍焦距之间，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和相距v。
（4）把蜡烛放在1倍焦距处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上能否成清晰的像？
（5）把蜡烛放在1倍焦距以内，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上能否成清晰的像？从光屏一侧用眼透过凸透镜观察烛焰的大小、倒正？
记录凸透镜的焦距 ，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
把实验数据和观察的结果填入下表。
=10cm
实验结论
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。
由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距 有关系，因此在描述物距和像距的数据时，建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
1. 像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
物距大于1倍焦距，成实像；物距小于1倍焦距成虚像。
2. 像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
物距大于2倍焦距，成缩小的实像；物体在1倍焦距与2倍焦距之间成放大的实像。没有缩小的虚像。
3. 像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
物距小于1倍焦距成正立放大的虚像；物距大于1倍焦距成倒立的实像。
根据你对以上问题的思考，请总结凸透镜成像的规律： ，
。
实验表明：当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规律。
二、想想议议
在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？
在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？
在照相机中，物距u>2 ，凸透镜成倒立缩小的实像，像距 ＜V＜2 。物距>像距。
在投影仪中，物距 ＜u＜2 ，凸透镜成倒立放大的实像，像距v>2 。物距＜像距。
物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。像距在1倍和2倍焦距之间。
物距小于2倍而大于1倍焦距，成倒立、放大的实像。像距大于2倍焦距。
物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像。
在照相机、投影仪、放大镜中，是如何应用凸透镜成像规律工作的。
物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。
物距小于2倍焦距而大于1倍焦距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。
物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
想一想：在用照相机拍摄远处的风景后，再为某人拍摄身份证照，摄像师应怎样指导同学和调节照相机？
照相机是利用物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像。物距减小时，像和像距同时增大。所以被拍摄的人应靠近摄影师；摄像影师应将照相机的像距调大。
想一想：要使放大镜观察的物体更大一些，应怎样使用放大镜？
放大镜是利用物距小于焦距，凸透镜成正立放大的虚像来工作的。要使观察的物体更大一些，应使放大镜离被观察的物体的距离小于放大镜的焦距且离被观察的物体的距离稍大一些。
三、课堂小结、巩固提升
1.物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在1倍和2倍焦距之间，应用于照相机。
2.物距在一倍和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，应用于投影仪。
3.物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像。应用于放大镜。
4.一倍焦距分像的虚实，二倍焦距分实像的大小；物距减小时，实像和像距同时增大。
物距等于焦距不成像，等于二倍焦距等大的实像。
四、板书设计、理清要点
1. 物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在1倍和2倍焦距之间，应用于照相机。
2.物距在一倍和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，应用于投影仪。
3.物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像。应用于放大镜。
4.一倍焦距分像的虚实，二倍焦距分实像的大小；物距减小时，实像和像距同时增大。
物距等于焦距不成像，等于二倍焦距等大的实像。
五、达标练习、反馈矫正
1．下列说法不正确的是（ ）
A.凸透镜对光的偏转程度跟凸透镜的焦距有关
B.在光具座上依次放置烛焰、凸透镜、光屏，调整它们高度，使它们的中心大致在同一高度
C.把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像
D.再把蜡烛远离凸透镜，调整光屏到凸透镜的距离，一定在屏上成清晰放大的实像
2． 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.物距小于焦距，凸透镜成倒立、放大的实像
B.物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，凸透镜成倒立、放大的实像
C.物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像
D.物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像
3． 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.物距小于焦距，凸透镜成倒立、放大的实像
B.物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，凸透镜成倒立、放大的实像
C.物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像
D.物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像
4． 如图所示，烛焰在光屏上成等大的实像时，用刻度尺测得光屏到烛焰的距离是40.0cm，则此凸透镜的焦距可能是（ ）
A.10.0cm
B.20.0cm
C.40.0cm
D.5.0cm
5． 小明用焦距为20cm的甲凸透镜，实验情景如图所示。接下来他想改用焦距为10cm的乙凸透镜进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，操作正确的是（ ）
A.光屏向上移动
B.光屏向下移动
C.光屏靠近凸透镜移动
D.光屏远离凸透镜移动
参考答案：1.D；2.B；3.C；4.A；5.C 。
六、布置作业
P125T5
课外作业P125 T1、T2、T3、T4、T6、T7。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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