2021_2021学年八年级物理上册5.3凸透镜成像规律教案新版新人教版.docx

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1、第三节凸透镜成像规律教学设计教学目标1.知识与技能（1） 理解凸透镜成像的规律。（2） 知道凸透镜成放大、缩小实像和成虚像的条件。2.过程与方法（1） 通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。（2） 通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。（3） 在探究活动中，培养初步学生的观察能力和提出问题的能力。3.情感、态度与价值观（1） 通过探究过程，提升对证据的分析和论证能力。（2）通过探究活动，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。教学重点：组织设计探究凸透镜成像的规律教学难点：指导学生在探究过程中，建立实验和物理模型之间的联系；凸透镜成像性质的描述。知识点梳理：（1）凸透镜成像规律及探究实验

2、；（2）凸透镜成像规律的应用。复习提问、引入新课照相机、投影仪、放大镜所成的像各有什么特点？物体距离透镜的距离不同（物距），所成像的特点不同，物体到透镜距离相同时，透镜焦距不同，所成像的特点不同。由此可知，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离（物距）有关，同时也跟透镜的焦距的有关。因此，物距和焦距是影响像特点的因素。本实验设计的思路：本来成像特点是受两个因素影响的，但是实验探究中只探究了物距对成像特点的影响，而控制了焦距不变，同时在进行物距的表示时，为了找到内在的规律性，其实物距是表示为焦距的倍数关系，同时这也体现了本实验内在较强的规律性，从数学角度来说满足某种内在关联性。本实验中的像距是

3、一个因变量，也就是说像距（因变量）的大小是由物距和焦距来唯一确定的。所以本题就会出现一种问题，即当物体到透镜的距离不变时，改变透镜的焦距，然后再分析成像情况，那么分析思路还是相同的。如下方法：结论：解题时，将物体到透镜的具体的长度距离转变为对应透镜焦距的倍数关系，然后再根据所得出的结论进行确定像的特点以及像距。知识点一：探究凸透镜成像的规律（实验）实验目的探究像的正倒、大小、虚实跟物距之间的关系。实验器材及安装凸透镜（）、蜡烛、光屏、光具座（带刻度尺）。调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们的三者中心大致在同一高度上（共轴调节，为了使烛焰的像成在光屏的中央）。注意：不能说成是三者中心在同一直线上。

4、（语言精准）实验过程凸透镜成像时的三个物理量：（1）焦距用表示；（2）物距用表示；（3）像距用表示；（4）实验前，将透镜焦距作为已知量确定下来，注意估读，且改变物距的方式是移动蜡烛，而不是移动透镜，所以应该将透镜固定下来。注意实验中表示物距的方式是，将、的大小表示为的倍数。进行实验与收集数据：= 10 cm将透镜固定在50cm处说明：在用凸透镜测焦距时，会涉及到刻度尺的读数，那么是否要估读，这个不作硬性规定。此部分会出现一种题型，即蜡烛不动，改变透镜的焦距，问像距的范围与成像的特点。例题：如图所示，凸透镜的焦距为15cm，此时在光屏上成像特点为，若蜡烛不动，将凸透镜的焦距更换为12cm，要使光

5、屏上仍然能成清晰的放大的实像，则蜡烛应该（填写“向左”或“向右”）移动，光屏应该（填写“向左”或“向右”）移动把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距的地方，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，同时测出此时的物距和像距。改变物距大小，重复实验，得出结论。实验中取了物距的5个范围来进行实验，每个范围内多组实验，目的是让实验结论更具有普遍性。每个范围的划定是依据成像特点不同来进行的。实验数据记录：实验次序与关系物距/cm像距/cm成像特点应用14013.3倒立、缩小的实像照相机23015倒立、缩小的实像照相机32119.1倒立、缩小的实像照相机结论：物距光路分析图示像距成像

6、特点像与物相对透镜的位置应用倒立、缩小的实像异侧照相机成实像时的像大小变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。思考：实验中，当物距确定下来以后，是如何确定像距的？思考：实验中是如何找到清晰的像的？注意语言的叙述方式：清晰。把蜡烛向凸透镜方向移动，让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，并测出此时的物距和像距。实验数据记录：实验次序与关系物距/cm像距/cm成像特点应用42020倒立、等大的实像测焦距结论：物距光路分析图示像距成像特点像与物相对透镜的位置应用倒立、等大的实像异侧测焦距【例题】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实

7、验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，该透镜的焦距为cm，当物距为16cm时，成像特点为、的实像，当物距为21cm时，成像特点为、的实像。当物距从32cm逐渐减小到16cm时，像距逐渐（填写“变小”或“变大”），像逐渐（填写“变小”或“变大”）。答案：8 倒立等大倒立缩小变大变大把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜光心的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，测出此时的物距和像距。实验数据记录：实验次序与关系物距/cm像距/cm成像特点应用51921.1倒立、放大的实像投影仪61529.9倒

8、立、放大的实像投影仪71343.1倒立、放大的实像投影仪结论：物距光路分析图示像距成像特点像与物相对透镜的位置应用倒立、放大的实像异侧投影仪成实像时的像大小变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。思考：当物距从大于二倍焦距外逐渐减小到二倍焦距以内时，像距如何变化？像的大小如何变化？像的虚实情况，正倒情况，物体和像相对透镜的位置情况如何变化？思考：像从变小到变大的临界点在哪个点？将蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，观察光屏上是否能成像。实验数据记录：实验次序与关系物距/cm像距/cm成像特点应用810不成像测焦距结论：物距光路分析图示像距成像特点像与物相对透镜的位置应用侧焦

9、距把蜡烛移动到凸透镜的1倍焦距以内，移动光屏，观察光屏上是否能成像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点，并记录，在1倍焦距之内改变物距，多次实验。实验数据记录：实验次序与关系物距/cm像距/cm成像特点应用98正立、放大的虚像放大镜106正立、放大的虚像放大镜115正立、放大的虚像放大镜结论：物距光路分析图示像距成像特点像与物相对透镜的位置应用正立、放大的虚像同侧放大镜成虚像时的像大小变化规律：物近像近像变小，物远像远像变大。思考：成像的虚实分界点在哪个点？思考：成虚像时，我们应该从哪一侧观察像？实验结论：物距成像特点像距物与像相对透镜的位置光屏能否承接应用正、倒放大、

10、缩小虚、实口诀：凸透镜成像规律一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；（实）物近像远像变大、物远像近像变小。（虚）物近像近像变小，物远像远像变大。实像异侧倒，虚像同侧立成实像时：当，成倒立、缩小、实像；当，成倒立、等大、实像；当，成倒立、放大、实像。归纳总结（重复）（1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜的两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜的同侧。（2）倍焦距处是实像和虚像的分界点，当物距大于一倍焦距时成实像，当物距小于一倍焦距时成虚像。（3）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点，当物距大于二倍焦距时成缩小实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距大于一倍焦距小于

11、二倍焦距时成放大的实像。（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；凸透镜成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。（物近像近像变小）交流与评估实验中光屏上不能成像的原因蜡烛在1倍焦距内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像。蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置。蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上。知识点二：凸透镜成像规律的应用用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大）使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一

12、些，同时屏幕离镜头近一些。（成实像：物远像近像变小）使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。（成虚像：物远像远像变大）知识拓展：高斯成像公式（选学）透镜成像的物距、像距和焦距之间的关系还可以用公式定量表示出来：当透镜被纸遮住一部分以后，所成的像有什么变化？如图所示，能成完整的像，只是像的亮度变暗了像不在光屏中央位置，如何调节？当光屏上的像偏上时，有三种调节方法：（方法：烛焰、透镜中心、烛焰的像三者在一条线上）将光屏上调；将凸透镜下调；将蜡烛上调。光屏上能成清晰像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能成清晰的像（光路可逆）焦距的测量及判断用平行光垂直照射到凸透

13、镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的点，这个点到凸透镜光心的距离即为焦距；一定蜡烛和光屏，是光屏上成倒立、等大的实像，此时物距等于二倍焦距（）凸透镜成像和平面镜成像的区别凸透镜可以成实像，也可以成虚像，平面镜成的是虚像。除了正立倒立的区别以外，还有一个不同：平面镜成的虚像是“翻转”（数学里的轴对称），正立是正立，但左右相反，相对位置发生了改变；凸透镜成的实像是“旋转”（数学里的中心对称），相对位置没发生改变；凸透镜成的虚像，左右不相反，相对位置没发生改变。题目中，将物距或像距的具体数值转化为与焦距倍数关系，然后再根据成像规律解题。【例题】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（）实验次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A.该凸透镜的焦距是15cmB.当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的C.当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小答案：A11