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/ 让教学更有效 精品教案 | 物理学科
3.6　凸透镜成像规律
【知识要求】
1.经历实验，探究凸透镜成像的规律。
2.了解凸透镜成像规律的应用。
【教学重难点】
1.对凸透镜成像规律的理解和认识；组织、指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。
2.发现探究凸透镜成像规律的实验中出现的问题，并能进行正确分析，想出解决的方法。
光具座（带刻度尺）、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴
透镜与我们的生活和现代科技的联系非常密切，如近视眼、远视眼患者戴着眼镜观看物体，教室里用投影仪来展示图片，实验室里用显微镜来观察微小物体的结构等，这些都与透镜的使用有关。
为了让透镜更好地为我们服务，就必须掌握透镜的成像规律。
一、探究凸透镜成像的规律
1.物距和像距
（1）物距：物体到透镜光心的距离，用u表示。
（2）像距：像到透镜光心的距离，用v表示。
2.实验探究过程（学生分组实验或观看PPT）
（1）提出问题：凸透镜的成像情况与哪些因素有关？
（2）猜想与假设：凸透镜成像的大小及像距v可能跟物距u、焦距f有关。
（3）设计实验与制订方案：①我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，改变物距u，观察成像的情况。②由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距f有关，所以研究物距u的变化时，焦距f可能是个应该注意的参照距离。因此，我们可以注意观察物距等于、大于或小于1倍焦距、2倍焦距……时，物体成像的情况。
（4）获取与处理信息：
①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。
②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。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v。
③把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
④继续向凸透镜移动蜡烛并调整光屏的位置，你总能在屏上得到蜡烛的像吗？
⑤撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？
把实验中得到的数据和观察结果填入下表。
物距u与焦距f的关系 像的大小 像的正倒 像的虚实
　　（5）分析与论证：（小组同学讨论并思考以下问题）
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？
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？
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？
小组同学讨论，归纳总结：
当物距大于焦距时，成实像；物距小于焦距时，成虚像。
当物距大于2倍焦距时，成缩小的实像；物距小于2倍焦距大于1倍焦距时，成放大的实像；没有缩小的虚像。
当物距大于焦距时，成倒立的实像；物距小于焦距时，成正立的虚像。
例题讲解：
【例1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明将蜡烛、凸透镜放在图甲所示的位置，在光屏上正好出现烛焰倒立、等大的像。然后，小明将蜡烛、凸透镜放在图乙所示的位置，此时能观察到烛焰　　　　（选填“正立”或“倒立”）、放大的　　　　（选填“实”或“虚”）像。
【解析】当烛焰在光屏上成倒立、等大的像时，物距等于像距，且都等于凸透镜的2倍焦距。由图甲可知，凸透镜的焦距是两条虚线之间的距离，而图乙中，烛焰到凸透镜的距离小于1倍焦距，故通过凸透镜能观察到正立、放大的虚像。
【答案】正立　虚
【例2】在做凸透镜成像实验时，把物体从2倍焦距外沿主光轴移向焦点的过程中，像及像距的变化情况是（　　）
A.像逐渐变小，像距逐渐变小
B.像逐渐变小，像距逐渐变大
C.像逐渐变大，像距逐渐变大
D.像逐渐变大，像距逐渐变小
【解析】物体从2倍焦距外沿主光轴移向焦点的过程中，物距大于1倍焦距，凸透镜成实像，此时，物距逐渐变小，则像距逐渐变大，像也逐渐变大。
【答案】C
二、凸透镜的应用——放大镜
当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜可以观察到物体正立、放大的虚像。
例题讲解：
【例3】如右图所示，用焦距为10cm的凸透镜观察一只蚂蚁，此时蚂蚁到凸透镜的距离应（　　）
A.大于10cm小于20cm
B.等于20cm
C.小于10cm
D.大于20cm
【解析】从图中可以看出，蚂蚁经凸透镜成的是正立、放大的虚像，此时物距小于焦距，因为凸透镜的焦距是10cm，所以蚂蚁到凸透镜的距离应小于10cm。
【答案】C
3.6　凸透镜成像规律
凸透镜成
像规律
　　本节课的内容是光学部分的重点和难点，教学过程主要通过实验来完成。在实验中，通过巡视发现一些学生不能按要求预习，动手操作时丢三落四，不清楚应该记录哪些数据和观察哪些现象。通过补充多媒体教学，学生能够更好地观察实验的过程，及时发现实验过程中的不足，进一步加深了对重难点知识的理解。总体来讲，学生的课堂表现都比较活跃，动手也很积极，学习兴趣比较高。

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