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人教版 八年级 第五章 透镜及其应用
第3节《凸透镜成像的规律》导学案
【学习目标】
1．探究并知道凸透镜成像的规律。
2．学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
【学习重点】
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。
【学习难点】
1.实验探究凸透镜成像的规律。
2.通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法，并从实验中得出凸透镜成像规律。
【自主预习】
1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中用到的器材有：蜡烛、_____、光屏和光具座，分别把上述物体安装在光具座上，调整它们的高度，使得烛焰、凸透镜和光屏的中心在_____上。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的_____ (选填“虚”或“实”)像，光具座上的刻度尺的作用是测量成像时的_____u和_____v的大小。
2.为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个_____、_____的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为_____cm。
3.凸透镜成的实像有_____、等大、_____三种，而虚像只有_____的。实像与物体在透镜的_____侧，虚像与物体在透镜的_____侧。
【探究新知】
探究点一 凸透镜成像规律实验设计
1.提出问题：凸透镜成像的虚、实，大、小，正、倒跟什么因素有什么关系？
凸透镜所成像的正倒、大小、虚实跟__________有关系。
2.实验方案：可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况。可以观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的特点。
3.测量的量：物距：_____到透镜的距离简称为物距，用符号u表示。像距：指_____到透镜的距离，用符号v表示。
4.实验器材： 光具座、光屏、凸透镜、蜡烛、火柴。
在光具座上放置蜡烛、_____、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。将蜡烛点燃作为物体，研究_____所成的像。
5.讨论交流
①如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
②如何找到像的位置？
找实像：点燃蜡烛，移动光屏找到烛焰清晰的像，确定像的位置。
找虚像：移近蜡烛，取下光屏，直接用_____观察虚像。
做一做：点燃蜡烛，使蜡烛位于凸透镜前某一位置，左右移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，此时光屏的位置就是像的位置。若无论怎样移动光屏都得不到像，可取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察。
③如何能更加方便的测出物距和像距？
将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏改变物距和像距。
6.实验过程中应记录哪些现象和数据？请设计一个表格记录实验数据？
探究点二 实验探究凸透镜成像规律
实验步骤：（凸透镜的焦距f=10cm、f=5cm）
①组装实验装置，将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调整到同一高度；
②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒，记录物距u和像距v；
③把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＝2f，分别观察实像的大小和正倒，记录物距u和像距v；
④把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，记录物距u和像距v；
⑤把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＝f，分别观察实像的大小和正倒，记录物距u和像距v；
⑥把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。　
探究点三 分析与论证
1.请以凸透镜的焦距（f）为参考标准，如u＞2f、u=2f、f＜u＜2f、u=f、u＜f时的成像特点？
物距(u) 像的性质 像距(v)
正倒 大小 虚实
u＞2f
u＝2f
f＜u＜2f
u＝f —— —— ——
u＜f ——
2.讨论交流：根据凸透镜成像规律分析，交流讨论回答下列问题：
①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？
②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？ 成实像时，实像有怎样的共同特点；成虚像时，虚像有什么共同特点？
③像的大小：凸透镜在什么条件下成放大的像？什么条件下成缩小的像？
④变化规律：
（1）u＞f成实像时，物体逐渐靠近凸透镜，像的大小和像距的大小怎么变？
（2）u＜f时，物体靠近凸透镜，像的大小及像距大小的变化
⑤应用：依据照相机、投影仪、放大镜各自成像的特点，分析它们各是根据怎样的原理工作的？
巧学妙记：
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。
3.讨论交流（二）：
①当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
②当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？
③某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？
④某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？
【当堂练习】
1.小华同学在做凸透镜成像的实验，在光屏上得到烛焰缩小的像。然后他把燃烧着的蜡烛和光屏互换位置，这时在光屏上应（ ）
A．成倒立缩小的像 B．成倒立放大的像
C．成正立放大的像 D．不能成像
2.某同学经过一节课的凸透镜实验探究，写出了如下一些结论，你认为她的记录中不正确的是（ ）
A．凡是实像，都是倒立的
B．凡是虚像，都是正立的
C．凸透镜所成的实像，既有放大的，又有缩小的
D．凸透镜所成的虚像，既有放大的，又有缩小的
3.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
B．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动
C．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
D．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动
4.某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较______（选填“暗”“亮”）为好。
(2)首先应调节凸透镜、光屏和蜡烛，使它们的中心在同一直线上，并且调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在____________，这样做的目的是__________。
(3)调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置，如图所示，在光屏上看到烛焰清晰的像，______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与此时成像原理相同。
(4)把蜡烛稍稍竖直上移，光屏上烛焰的像会竖直______（选填“上”“下”）移。
(5)实验过程中，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则光屏上_____成完整的烛焰的像（填“能”或 “不能”）。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
。
参考答案
【自主预习】
1．凸透镜 同一高度 实 物距 像距
2．最小 最亮 10.0
3.缩小 放大 放大 两 同
【探究新知】
探究点一 凸透镜成像规律实验设计
1.物体到凸透镜的距离 3.物体 像
4.凸透镜 烛焰
5. ①调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度 ②眼睛透过凸透镜
6.如表所示
物距/cm 成像特点 像距/cm
虚实 大小 正倒
探究点三 分析与论证
1.
物距(u) 像的性质 像距(v)
正倒 大小 虚实
u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f
u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f
f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f
u＝f 不成像 —— —— ——
u＜f 正立 放大 虚像 ——
2. ①u＞f时成倒立像，u＜f成正立像，所以焦点是正立像和倒立像的分界点。
②u＞f时成实像，u＜f成虚像，所以焦点是实像和虚像的分界点，实像都是倒立的在异侧，虚像都是正立的在同侧。
③u＞2f时成缩小像，u＜2f时成放大像，所以2f是成放大像与缩小像的分界点。
④ u＞f成实像时，物距减小，像距变大，像变大； u＜f成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。
⑤u＞2f，照相机；f＜u＜2f, 投影仪；u＜f，放大镜。
3.① 物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光。
② 求焦距：成等大实像时，f=u。
③仍能成完整的像，像变暗。
④向上移动
【当堂练习】
1.B 2.D 3.A
4.(1)暗（2）同一高度 使像成在光屏的中央 (3) 照相机 (4)下 （5）能

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