资源简介

凸透镜成像规律
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道凸透镜成像规律。
2．能运用凸透镜成像的规律解释有关现象。
二、过程与方法
1．让学生初步了解探究学习的一般程序和方法。
2．培养学生分析实验结果、从中得出规律的能力。
3．培养学生的创造能力和创造性思维能力。
三、情感、态度与价值观
1．培养学生认真严谨的科学态度及探究创造的心理品质。
2．培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。
【教学重难点】
重点：
凸透镜的成像规律。
难点：
凸透镜成像性质的描述。
【课时安排】
3课时
【教学过程】
【第1课时】
一、创设情境
导入新课
导语一
师：物体经凸透镜成的像总是正立、放大的吗？
导语二
师：当物体远离凸透镜时，物体经凸透镜所成的像的大小及像距会发生怎样的变化？
二、合作交流
解读探究
（一）探究凸透镜成像规律
猜一猜
物体经凸透镜成像进有那些规律？
议一议
有什么办法可以得到正确的结论？
准备知识
⑴物距（u）：物体到透镜的距离。
⑵像距（v)：像到透镜的距离
⑶所用透镜f=10cm
组装实验装置
在光具座上（或水平桌面上）至左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，点燃蜡烛，并调节三者中心大致在同一高度上。
成像探究
使烛焰从距凸透镜教远逐次靠近透镜，每次都调节光屏与凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的像。
⑴当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、缩小的像时，测量并记录：
u
=
v
=
⑵当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、等大的像时，测量并记录：
u
=
v
=
⑶当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、放大的像时，测量并记录：
u
=
v
=
⑷当通过透镜能观察到烛焰正立、放大的像时，测量并记录：
u
=
这个像能成在光屏上吗？
注：A．实像：是能够在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而形成的，什么叫虚像前日我们已经学过
B．科学探究的方法：“实验-分析-归纳”
小结归纳（板书）
1．凸透镜的成像规律：
物距
像距
像的性质
观察光屏
像与物在镜的
放大或缩小
倒立或正立
实像或虚像
u>2f
2f>v>f
缩小
倒立
实像
有清晰像
两侧
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
有清晰像
两侧
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
有清晰像
两侧
u=f
/
不成像
f>u
/
放大
正立
虚像
不成像
同侧
讨论交流
二倍焦距处和一倍焦距处分别是什么像的分界点？
小结归纳（板书）
二倍焦距处（即2f点）：是实像和虚像的分界点；
2．一倍焦距处（即焦点）：是放大像和缩小像、正立像和倒立像的分界点。
巩固训练
1．关于凸透镜成像，下列说法正确的是（　　）
A．实像一定是倒立的，虚像一定是正立的　B．实像和虚像都可能是放大的或缩小的
C．成实像时，物体离凸透镜越近，像越小
D．成虚像时，物体在二倍焦距之外
2．物体放在凸透镜前某个位置时，在透镜另一侧距离透镜10cm的光屏上成一个倒立缩小的实像，当物体移至凸透镜前10cm处，所成的像是（
）
A．倒立缩小的实像
B．倒立放大的实像
C．正立放大的虚像
D．正立等大的实像
3．小明在光具座上做“探究凸透镜成像”的实验，当光屏及烛焰的相对位置如图，恰能在光屏上得到一个清晰的像，由此判断，他所用的凸透镜的焦距(
)
A．一定大于20cm
B．一定小于8cm
C．一定在10cm到16cm之间
D．一定在8cm到10cm之间
三、小结归纳
凸透镜成像规律
不同像的分界点
【第2课时】
一、知识回顾
1．到的距离叫做物距；
到的距离叫做物距。
2．凸透镜的成像规律
物距
像距
像的性质
观察光屏
像与物在镜的
放大或缩小
倒立或正立
实像或虚像
u>2f
2f>v>f
有清晰像
u=2f
v=2f
2f>u>f
v>2f
u=f
/
不成像
f>u
/
3．
二倍焦距处（即2f
点）是像和的分界点
一倍焦距处（即焦点处）是像和的分界点。
二、拓展延伸：
1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
小明用一支长为5cm的蜡烛和焦距f＝10的凸透镜，研究蜡烛成像随物距变化的规律，得到了一组数据，如下表所示：
实验次数
f＝10cm
像长/
cm
u/cm
v/cm
1
60
12
1
2
40
15
3
3
20
20
5
4
16
30
7
5
13
40
10
分析、综合以上表格中数据，你可以归纳得出凸透镜成像的变化规律是：
（1）当物距逐渐减小时，物体经凸透镜成像的逐渐；像距也逐渐。（或者）
（2）当物距逐渐增大时，物体经凸透镜成的像逐渐；像距也逐渐。
[变式1]如图所示，F、F'到凸透镜的距离均等于焦距，P、P'到凸透镜
的距离均为2倍焦距。那么，烛焰在光屏上成的应是倒立、_______
(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像；若把蜡烛移到P与F之间，
调整光屏后，在光屏上得到的像将会_______
(填“变小”、“变大”或“不变”)。
[变式2]小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于
凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图
所示的A、B、C、D四点，并分别调整光屏的位置。
（1）当蜡烛位于______点时，屏上出现放大的像；
（2）当蜡烛位于______点时，屏上出现缩小的像；
（3）当蜡烛位于______点时，屏上出现等大的像；
（4）当蜡烛位于______点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像。
2．如图12，实验用的凸透镜焦距为10厘米，保持透镜位置不变。
（1）当蜡烛在15厘米刻度处时，为了在光屏的中心找到像，应调整光屏的；由图示可知物距是厘米。
（2）要使得光屏上出现清晰的像，应将光屏向方向移动（选填“远离透镜”或“靠近透镜”）。此时蜡烛成像的特点是
。
（3）如果保持透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏会呈现像吗？如果有像呈现，那么是，你的依据是
。
[变式3]一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现放大、倒立的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（
）
A．无法成像
B．呈现放大、正立的像
C．呈现放大、倒立的像
D．呈现缩小、倒立的像
3．小明和小刚在做“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）在实验过程中，蜡烛由于燃烧会逐渐变短，则蜡烛成的像在光屏上的位置将会。（选填：“操持不变”、“逐渐上移”、“逐渐下移”。）
（2）小明和小刚在实验过程中突发奇想：“假如用手将凸透镜遮挡一半，还会成完整像吗？”
小明：“不能成完整的像，因为透镜被手挡住了一半。”
小刚：“能成完整的像，但是像的亮度将变暗一些。”
请你仔细分析一下，你支持的观点，理由
是
。
（3）如果实验过程中，有一只飞蛾落在凸透镜上，蜡烛能成完整像吗？光屏是否会出现飞蛾的像？为什么？
[变式3]如图：大写英文字母“F”在凸透镜中成的像是（
）
[变式4]用凸透镜在屏上已得到了烛焰所成的像，现用一块圆形黑纸糊上凸透镜中间部分如图所示，那么在屏上所成的像（
）
A．像没有了
B．像的中间看不见了
C．像比原来变暗，大小不变
D．成的像与原来没有变化
4．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，在光具座上将蜡烛、凸透镜、光屏三者按顺序放好，然后移动光屏，但无论如何调节光屏的位置，在光屏上都找不到像。请你分析一下光屏上接收不到像的原因：
（1）；
（2）；
（3）。
[变式5]如图，在探究凸透镜成像规律时，若把蜡烛放在凸透镜的，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上找到像。但眼睛从A、B、C中的_______点透过凸透镜观察，可以看到烛焰放大的像。
5．如图所示，在薄板上挖一个小孔，正好放入一凸透镜，设透镜与光屏相距为d，在透镜左侧主光轴上距透镜d/2处放一点光源S，在光屏上恰好得到一个与孔等大的光斑，那么此凸透镜的焦距应为多少？
[讨论交流]请你们设计实验方案，有哪些方法测定凸透镜的焦距？
方法1：
方法2：
方法3：
方法4：
巩固练习
1．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜焦距为10cm，当光屏上成一缩小、倒立的烛焰的像时，烛焰(蜡烛)与凸透镜的距离为
(
)
A．大于20cm
B．等于20cm
C．大于10cm且小于20cm
D．小于10cm
2．在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰M位于距离凸透镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的
（
）
3．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（如图）。保持凸透镜位置不变，为了在光屏上得到清晰的缩小的像，他必须
（
）
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
4．小明同学是一位集邮爱好者，他用焦距为10cm的放大镜去观察邮票，
（如下左图）邮票与放大镜的距离应该是_______10cm（选填“大于”、“小于”
或“等于”），所成的像是放大、_______（选填“实”或“虚”）像。
5．图19甲是小红同学测量体温时的示数，她的体温是____℃。常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图19乙所示，其正面呈圆弧形。进行计数时，若分别沿A．B方向观察，其中沿________方向观察易于读数，这是应用了_________原理。
6．凸透镜成像的规律是从大量实验中归纳得到的，如下表所示：
物距
像距
像的性质
观察光屏
像与物在镜的
放大或缩小
倒立或正立
实像或虚像
u>2
f
2f>V>f
缩小
倒立
实像
有清晰像
两侧
U=2f
V=2f
等大
倒立
实像
有清晰像
两侧
2f>u>f
V>2f
放大
倒立
实像
有清晰像
两侧
U=f
不成像
f>u
放大
正立
虚像
不成像
同侧
进一步分析、综合以上凸透镜成像的规律，还可以归纳得出的规律有：
（1）____________________________________________________________
（2）____________________________________________________________
（3）____________________________________________________________
u
v
20cm
16cm
a
b
c
d
F
2f
A
B
C
D
F
F
A
B
C
D
C
B
A
M
M
M
M
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