人教版物理八年级上册 第5章第3节 凸透镜成像的规律教案

第3节　凸透镜成像的规律
第1课时　探究凸透镜成像的规律
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.理解凸透镜成像的规律。
2.通过探究活动,体验科学探究的过程和基本探究方法。
重点:对凸透镜成像规律的认识和理解。
难点:经历凸透镜成像规律的探究过程,并找出凸透镜成像的规律。
【新课导入】
1.实验导入
让各小组学生利用小组桌子上的放大镜看书上的字,并观察其看到了什么 不断增加放大镜与字之间的距离,又发现了什么
为什么会出现不同的现象呢 通过今天的学习我们来一起了解凸透镜成像会遵循什么样的规律吧。
2.复习导入
前面我们学习了照相机、投影仪、放大镜的成像特点,为什么同样是凸透镜,成像会有这样的不同呢,我们今天一起来学习它的原因。
【课堂探究】
探究点一　物距和像距
　教师讲解:认识物距(u)和像距(v)
物距(u):物体到凸透镜的距离。
像距(v):像到凸透镜的距离。
探究点二　探究凸透镜成像的规律
　提出问题
当凸透镜作为照相机镜头、投影仪镜头、放大镜来使用时,所成的像大小、正倒立各不相同,所成的像大小、正倒立可能与哪些因素有关呢
猜想与假设
凸透镜成像可能与物体与凸透镜之间的距离有关。
设计实验与制订计划
(1)实验器材:光具座、光屏、蜡烛、火柴、凸透镜。
(2)实验注意事项
①为了让像成在光屏的中央,应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
②成虚像时,光屏上不能承接到烛焰的像,人眼应该在光屏一侧向透镜方向看去才能观察到烛焰的像。
（3）实验记录表
物距/cm 像的性质 像距/cm 物与像的位置关系(同侧或异侧)
虚实 大小 正倒
进行实验与收集数据
(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)将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置,点燃蜡烛。
(3)移动光屏,直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止。
(4)记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正。
(5)将蜡烛向凸透镜移近一段距离,重复上述操作,直到不能在屏上得到烛焰的像为止。
(6)取下光屏,继续把蜡烛向凸透镜靠近,透过凸透镜用眼睛观察像是怎样的,记录物距和像的性质。
分析与论证
物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 物与像的位置关系(同侧或异侧)
虚实 大小 正倒
u>2f 实像 缩小 倒立 fu=2f 实像 等大 倒立 v=2f 异侧
f2f 异侧
u【课堂小结】
1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时f2.当u=2f时,成倒立、等大的实像,此时v=2f。
3.当f2f。
4.当u=f时,不成像。
5.当u第3节　凸透镜成像的规律
第1课时　探究凸透镜成像的规律
物距u>2f时,成倒立、缩小的实像。
物距f物距u1.某凸透镜焦距是10 cm,将物体放在离焦点5 cm的地方,所成的像(C)
A.一定是实像 B.一定是虚像
C.一定是放大的像 D.一定是缩小的像
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,调节光屏位置,可在光屏上看到(A)
A.缩小的实像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.放大的虚像
3.某同学在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录:当物距u1=30 cm时,在光屏上出现倒立、缩小的像;当物距u2=20 cm,在光屏上出现倒立、放大的像;当物距u3=10 cm,在光屏上始终得不到像。由此可判断凸透镜的焦距是(D)
A.大于20 cm B.大于15 cm,小于20 cm
C.小于10 cm D.大于10 cm,小于15 cm
4.如图所示,凸透镜的焦距为10 cm,保持透镜位置不变。当蜡烛在20 cm刻度线处时,为了在光屏的中心找到像,应调整光屏的　高度　,并将光屏向　靠近透镜　(选填“远离透镜”或“靠近透镜”)方向移动。
5.小明用一个焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,实验如下。
(1)探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰中心、凸透镜光心与光屏中心在　同一高度　上。
(2)当蜡烛在距凸透镜25 cm时,烛焰在光屏上所成的清晰的像是倒立、　缩小　的实像,那么光屏离凸透镜的距离可能是　B　(填序号)。
A.26 cm B.16 cm C.6 cm
(3)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短,则像在光屏上的位置会　往上移　(选填“往下移”“不变”或“往上移”)。
(4)在图(甲)成像的实验中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则烛焰的成像情况是　C　。
A.只能成上半部分 B.只能成下半部分 C.仍完整
(5)若将印有字母“F”的纸片[如图(乙)所示]放在离凸透镜6 cm的地方,我们能看到的清晰的像是图(丙)中的　A　(填序号)。
凸透镜成像规律一向是学生学习的难点,通常在教这部分内容时,老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律,学生再来验证一遍。虽然学生在实验时都能在光屏上找到像,但只是照样画葫芦,结果对于物距,像距,焦距有些学生还是弄不清楚,对于规律也是记不牢,且容易忘。根据新教材注重探究的特点,在上课时培养学生在学习过程中主动获取知识的精神,本节课安排了提出问题,设计实验等几个过程,并得到初步结论,利用学生的实际参与加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。　
变焦镜头
变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距,从而得到不同宽窄的视场角、不同大小的影像和不同景物范围的照相机镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下,可以通过变动焦距来改变拍摄范围,因此非常有利于画面构图。
光学变焦就是通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长短,并改变镜头的视角大小,从而实现影像的放大与缩小。当改变焦点的位置时,焦距也会发生变化。例如将焦点向成像面反方向移动,则焦距会变长,图中的视角也会变小。这样,视角范围内的景物在成像面上会变得更大。
第2课时　凸透镜成像规律的应用
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.对探究凸透镜成像规律的实验进行评估分析。
2.学习凸透镜成像规律的光路分析,体会三种特殊光线在作图中的重要性。
3.能够应用凸透镜成像规律解决一些生活中的实际问题。
重点:利用凸透镜成像规律解释照相机、投影仪、放大镜等应用。
难点:利用凸透镜成像规律进行动态问题分析。
【新课导入】
1.复习导入
前面我们学习了凸透镜成像的规律,请同学们结合凸透镜成像的规律分析一下生活中的透镜的应用——照相机、投影仪、放大镜分别利用了哪种成像规律。
2.情境导入
外出活动拍照时,列好队后,老师发现有几位同学没有进入取景框内,这时同学们觉得老师需要怎样调整照相机
【课堂探究】
探究点一　凸透镜成像规律的理解
　问题1:让学生回顾上节课的内容,并将下表补充完整。
物距 成像性质 像距
u>2f 倒立、　缩小　的　实　像 　fu=　2f　 倒立、　等大　的实像 v=2f
f2f
u=f 不成像 —
u问题2:如何用图像分析凸透镜的成像特点,让学生结合凸透镜的三条特殊光线,在练习本上尝试画出。
提示:教师结合学生所画给予提示。
归纳总结:(教师讲解)
(1)当u>2f时,成倒立、缩小的实像,f此时,物距大于像距,是照相机成像规律,可用来制作照相机或摄像机。
(2)当u=2f时,成倒立、等大的实像,v=2f。
此时,物距等于像距,可以来测量凸透镜的焦距;同时此点为成实像大小的分界点。
(3)当f2f。
此时,物距小于像距,是投影仪成像规律,可用来制作投影仪或幻灯机。
(4)当u=f时,不成像。
此时不能成像,但经过折射后的光是一束平行光,可将点光源置于此处产生平行光;同时此点为成像虚实的分界点。
(5)当u这是放大镜的成像规律。
探究点二　动态变化规律
　用flash动画演示凸透镜成像的规律,让学生理解成实像、虚像时,物距变化引起的像的大小变化及像距的变化。
【课堂小结】
第3节　凸透镜成像的规律
第2课时　凸透镜成像规律的应用
一、凸透镜成像规律及其应用
物距 成像性质 像距 应用
u>2f 倒立、缩小的实像 2f>v>f 照相机
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 测量焦距
f2f 投影仪
u二、动态变化规律
实像:物距越小、像距越大,像越大。
虚像:物距越大,像距越大,像越大。
总结:物体越靠近焦点,像距越大、像越大
1.凸透镜成像的规律
(1)当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于　照相机　。
(2)当f(3)当u(4)u=f是　成像虚实　的分界点。
(5)u=2f是　成实像大小　的分界点。
(6)成实像时,物距增大,像距　减小　,像　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.如图所示,a,b,c,d是距凸透镜不同距离的四个点,F为焦点。其中照相机是根据物体放在　a　点时的成像特点制成的,幻灯机是根据物体放在　c　点时的成像特点制成的。
3.小华同学在做凸透镜成像的实验时,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(B)
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
4.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(D)
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
本节课由教师和学生共同探究,通过实验数据的分析思考,应用生活实例,加深对凸透镜成像规律的理解。整个教学过程,教师是一个引导者和参与者,课堂上引导学生交流讨论,充分重视学生探究过程中各种能力的培养。
　　
蝴蝶杯,古代饮器之一,以杯中“酒满蝶显,酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传,被世人美誉为“千金之宝”。
【蝴蝶杯显影释疑】
(1)结构
(2)显影原理
①没酒水时,蝴蝶图片在凸透镜的焦点上,如图(a)所示。
②注入酒水后,酒水和凸透镜的共同作用相当于增大了凸透镜的焦距,使蝴蝶图片在凸透镜焦点以内,成正立、放大的虚像,如图(b)所示。
③蝴蝶杯显影光路图,如图(c)所示。