资源简介

《3.3.1 凸透镜成像的规律》教案
教学目标 1.经历完整的实验探究过程，会组装、使用凸透镜成像的相关仪器，理解实验操作的关键步骤。2.通过实验探究，了解凸透镜在不同物距下的成像特点，总结凸透镜成像的规律。3.认真完成实验，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。
重难点 1.经历完整的实验探究过程，会组装、使用凸透镜成像的相关仪器，理解实验操作的关键步骤。2.通过实验探究，了解凸透镜在不同物距下的成像特点，总结凸透镜成像的规律。
时间预设 教师讲授时长 15分钟 学生参与时长 25分钟
前置学习 1.平面镜成像有何特点，虚像是怎么形成的？2.凸透镜对光线有什么作用？3.把下列光路补充完整
设计意图：通过回顾平面镜成像的特点，指引学生对于凸透镜成像规律应探究的方向，从平面镜的反射光线的反向延长线形成虚像知识中为凸透镜的虚像形成原因做铺垫。复习旧知识，帮助学生快速衔接实验主题。
教学过程
导入 有趣的儿童投影灯可以制造很多的节日氛围感，那它的成像原理是什么？通过本节课的学习同学们就会有所了解，也可以尝试制作一个简易的小投影仪。回忆上节的内容利用是桌面的放大镜由近及远观察课本上的文字物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同。为何成像特点会有如此大的差别呢？凸透镜成像遵循什么规律呢？
任务1
目标 凸透镜成像实验的器材组装与调节。
任务 内容：认识光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材，按要求组装实验装置。
设计意图：为后续实验做器材准备。
问题1 通过上节课观察课本上字的实验，物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟什么有关？
设计意图：通过导入的实验学生自然会联系到跟物体到凸透镜的距离有关，为物距等概念的建立做铺垫。
问题2 为了探究凸透镜成像规律，我们需要准备哪些器材？
设计意图：从让学生思考讨论需要准备哪些器材，再评价这些器材的优缺点过渡到我们实验准备的器材有哪些，由教师介绍光具座、凸透镜、蜡烛、光屏分别有什么作用。
问题3 1.实验操作：请用上述器材完成一次实验，在光屏上找到像。2.怎样才能让所成的像正好位于光屏的中央呢？3.实验过程中，如何操作才能使光屏上的像达到最清晰的状态？4.下面哪一个是清晰的像？什么样的像是清晰的像？
设计意图：通过学生自己实验，思考如何使像呈在光屏中间，教师在学生不完善的表述基础上加以演示最终得到蜡烛焰心、光屏中心在透镜主光轴上的结论。在明确如何确定像的位置问题上，因为实验中会发现光屏在很多位置都能承接到“像”，应先粗调光屏再细调。所谓清晰的像是指边缘清晰，光点聚焦的像。
生成 1.物体到透镜的距离称为 物距（u） ，像到透镜的距离称为 像距（v）。2.凸透镜成像实验的器材有 光具座 、 光源 、 光屏 、 凸透镜 。2.器材组装需有序排列，且要调节烛焰、光屏中心在凸透镜的 主光轴上 。
任务2
目标 实验探究凸透镜成像的规律。
任务 内容：经历完整的实验探究过程，会组装、使用凸透镜成像的相关仪器，理解实验操作的关键步骤。
设计意图：让学生经历完整的实验探究过程，为后续找规律做铺垫。
问题1 按课本图3-23组装实验器材，想一想有哪些测凸透镜焦距的方法了，了解凸透镜的焦距并记录。
问题2 1.实验过程中，改变谁？观察和测量谁？2.使烛焰从距离凸透镜较远处（u＞2f）逐渐靠近凸透镜，调整光屏位置，直至光屏上呈现清晰的烛焰的像，测量像距v，观察像的缩放、正倒、虚实与物距有何关系？完成表格记录。3.逐渐减小物距使f设计意图：让学生经历、体验真实的实验探究过程，有效破解传统探究难点。
问题3 1.凸透镜什么条件下成实像？什么条件下成虚像？虚实像的分界点在哪里？2.什么条件下成倒立缩小的实像？什么时候成倒立放大的像？有没有正立的实像？放大缩小像的分界点在哪里？3.回顾实验过程，与其他组的同学进行交流，总结凸透镜成像的规律，并填写下表。物距u像的性质物与像的位置像距vu＞2fu=2ff＜u＜2fu＜f4.从表格中尝试总结出成缩小实像时像距、物距谁大？成放大实像时像距、物距谁大？成放大的虚像时像距、物距谁大？
设计意图：培养学生根据实验结果总结实验规律的能力。
生成 1.将蜡烛调到距凸透镜一倍焦距以内的位置，移动光屏并观察，现象： 光屏上找不到像 ；在光屏一侧透过凸透镜观察，现象： 能看到一个放大的像 ，尝试用光屏能否呈现像，现象： 光屏上没有像 。2.将蜡烛调到距凸透镜一倍焦距位置，观察能否看到烛焰的像， 光屏上没有像有一个在光屏移动的情况下面积大小不变的光斑 。物距u像的性质物与像的位置像距v像距v与物距u的大小关系u＞2f倒立、缩小、实像异侧f＜v＜2fu＞vu=2f倒立、等大、实像异侧v=2fu=vf＜u＜2f倒立、放大、实像异侧v＞2fu＜vu＜f正立、放大、虚像同侧u＞v3.凸透镜成像的规律汇总：
检测 1.将一个凸透镜正对太阳光，在离凸透镜10cm的白纸上出现最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是＿＿＿＿，用该凸透镜完成下列实验：（1）小明同学想观察蚂蚁搬运食物的情况，他将一只蚂蚁放在离该凸透镜5cm的地方，在这样的条件下，小明＿＿＿＿（能/不能）看清蚂蚁搬运食物的情况，因为小明看到蚂蚁的像是＿＿＿＿；（2）王强同学用该凸透镜看离他4m远的同学李红，看到李红的像是＿＿＿＿。2.让一个凸透镜正对太阳光,在距透镜8cm处得到一个最小最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前17cm处，经这个凸透镜所成的像是（ ） A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像
课堂总结 记忆口诀：一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物近像远像变大，物远像近像变小。
教学反思 优点
改进
课后作业
1.凸透镜的焦距为10cm，把一只点燃的蜡烛放在凸透镜前16cm处，在凸透镜的另一侧移动光屏位置，找到一个清晰的烛焰的像，这个像是下图中的（ ）
2.一物体放在距凸透镜20 cm处时，在另一侧距凸透镜6 cm处的光屏上出现了一个清晰的像。那么该透镜的焦距可能是（ 　）
A.3 cm B.5 cm C.7 cm D.9 cm
3.物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，此凸透镜的焦距可能是（　 ）
A.6cm B.10cm C.16cm D.20cm
4.物体置于f=10 cm的凸透镜前，得到了一个放大的像，那么下列说法中，正确的是（　　）
A.若像是正立的，那么物体到凸透镜的距离大于20 cm
B.若像是正立的，那么物体到凸透镜的距离大于10 cm，而小于20 cm
C.若像是倒立的，那么物体到凸透镜的距离大于10 cm，而小于20 cm
D.若像是倒立的，那么物体到凸透镜的距离小于10 cm
5.小周同学在探究凸透镜成像规律实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像，保持凸透镜位置不变，为了得到清晰的缩小的像，他应该（ ）
A.让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜
B.让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜
C.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜
D.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜
6.对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法。以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于实像和虚像的一些特点，其中错误的是（ ）
A.虚像不可以用光屏承接 B.虚像可以是正立的，也可以是倒立的
C.实像一定能用光屏承接 D.实像可以是放大的，也可以是缩小的
7.小东使用放大镜欣赏邮票，下列光路图能说明其成像原理的是（ ）
8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，分别将_________、_________、_________依次放置在光具座上，并调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的_________，目的是______________。
9.在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为10cm，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、 的实像。
10.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：
（1）测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距为＿＿＿cm；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿上；
（3）当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、＿＿＿＿＿的实像；
（4）若在实验中固定了透镜，无论怎样移动蜡烛和光屏，在光屏上都找不到像，则原因可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
11.在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，凸透镜焦距为10 cm，实验装置如图甲所示。
图甲 图乙
（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在　　 　　 ，其目的是 。
（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40 cm刻度线处时，在光屏上出现倒立、缩小的　　 （选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至8 cm刻度线处，他通过凸透镜看到光源的　　　 （选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像。
（3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是（ ）
A.与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B.光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C.零刻度线在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知，利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
（4）将光源放在15 cm刻度线处，凸透镜固定在光具座零刻度线上，则光屏上所成的像是图乙中的　　　 。
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