5.3凸透镜成像的规律 教案 人教版（2024） 八年级上册

第3节　凸透镜成像的规律
【2022年版课标要求】
探究并了解凸透镜成像的规律。
【教学重难点】
重点:对凸透镜成像规律的理解和认识。
难点:指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系。
【教法与学法】
教法:引导启发式、讨论合作式、 实验、多媒体辅助教学
学法:学案导学自学、小组合作讨论、动手操作实验
【教学准备】
凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺。
【教学过程】
一、引入新课
出示课件“放大镜”,使学生观察放大镜放大文字的效果,提出问题:
教师:大家先看看屏幕,可以看见字体被放大了,可是隔着放大镜看,物体总是被放大的吗
学生进行讨论后回答问题
教师:请同学们用桌上的放大镜看一下自己的指纹,然后再看看远处的同学和老师,你们发现了什么吗
学生进行观察、讨论后回答问题
教师:我们使用同一个透镜,却出现了不同的像,这是为什么呢 请同学们互相讨论一下,出现放大的像、缩小的像和什么因素有关呢
学生提出各种猜想,教师加以引导,从而导入新课进行设计实验,探究凸透镜成像的规律。
二、进行新课
(一)探究凸透镜成像的规律
1.提出问题:
凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系 大家想一想、大胆地猜一猜。
2.猜想:给学生几分钟时间和提示,做出尽量合理的猜测。教师将有价值的猜测记录在黑板上,便于分析整理。
3.设计实验:同学们猜想得很好,现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确。学生们讨论,制定实验方案,教师巡回指导。
现在我们桌子上有光具座,上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜,能来回移动,从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系、蜡烛(做物体用)、光屏(白色的硬纸板作屏)、凸透镜(焦距为10~20 cm)。
4.进行实验
(1)把点燃的蜡烛放在二倍焦距以外,调整光屏的位置,直到看到清晰的像为止,观察像的大小、正倒、虚实,并记录像距的位置(在一倍焦距和二倍焦距的什么位置),用纸挡住透镜的上半部,观察像是否完整,亮度有什么变化
(2)把点燃的蜡烛放在一倍焦距和二倍焦距之间,调整光屏的位置,直到看到清晰的像为止(不模糊即可),观察像的大小、正倒、虚实,并记录像距的位置(在一倍焦距和二倍焦距的什么位置),用纸挡住透镜的上半部,观察像是否完整,亮度有什么变化
(3)把点燃的蜡烛放在一倍焦距以内,调整光屏的位置,观察光屏上有无像,若无像,在光屏这一侧,透过透镜观察对面的蜡烛烛焰,观察像的大小、正倒、虚实。
(4)把点燃的蜡烛放在一倍焦距上,调整光屏的位置,观察光屏上有无像。
(5)把点燃的蜡烛放在二倍焦距上,调整光屏的位置,直到看到清晰的像为止(不模糊即可),观察像的大小、正倒、虚实,并记录像距的位置(在一倍焦距和二倍焦距的什么位置)
物距与 焦距关系 物距 u/cm 像距与 焦距关系
正倒 大小 虚实
学生们做实验,教师巡回并进行指导;
实验数据展示,利用实物投影展示多个小组实验的结果。
5.分析论证,得出初步的结论:
(1)当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置,像在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的像。像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间。
(2)当把蜡烛放在2倍焦距的位置,像在凸透镜的另一侧,像的大小与物体大小相等。是倒立的,像与凸透镜的距离也等于2倍焦距。
(3)当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时,像在凸透镜的另一侧,成倒立放大的像,像与凸透镜的距离大于2倍焦距。
(4)当把蜡烛放在1倍焦距的位置时,光屏不成像。
(5)当把蜡烛放在1倍焦距之内,光屏上不成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、放大的像。
为了加深同学们的印象,老师再用动画进行展示播放,根据动画提出问题:
(1)凸透镜在什么条件下成实像 在什么条件下成虚像
(2)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
(3)凸透镜在什么条件下成缩小的像 在什么条件下成放大的像 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
(4)当物体成实像时,随着物距的减小,像距如何变化 像大小如何变化
(5)当物体成虚像时,随着物距的减小,像距如何变化 像大小如何变化
(6)当物体成实像时,用手或纸挡住透镜的上半部,光屏上的像还完整吗 像的明暗有变化吗
学生在交流的基础上回答。
(二)凸透镜成像规律的应用:让学生独立完成以下练习,然后小组讨论订正讲解展示。
1.已知焦距和物距,判定成像性质
(1)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 (　　 )
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)在做“探究凸透镜成像实验”时,将焦距为10 cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上,位置如图所示。则在光屏上 (　　 )
A.成倒立放大的实像
B.成倒立缩小的实像
C.光屏上不会得到像
D.像距大于10 cm小于 20 cm
(3)小明同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,看到烛焰在光屏上成了一个清晰的像,如图所示。下面给出的生活中常用物品工作时原理与此现象相同的是 (　　 )
A.投影仪
B.照相机
C.放大镜
D.近视镜
(4)把一个凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜20 cm 处得到一个最小最亮的光斑,若将一个物体放在此透镜前30 cm处,可在凸透镜的另一侧得到一个 (　　 )
A.倒立、放大的实像
B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像
D.正立、缩小的实像
2.已知焦距和成像,判定物距或像距
(1)测绘人员绘制地图时,常需要从高空飞机上向地面拍照,若使用的相机镜头焦距为50 mm,则胶片与镜头的距离应为 (　　 )
A.100 mm以外
B.恰为50 mm
C.50 mm以内
D.略大于50 mm
(2)把凸透镜正对太阳光,可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案,则邮票到透镜的距离应 (　　 )
A.大于10 cm
B.小于10 cm
C.大于20 cm
D.在10 cm和20 cm之间
3.已知物距或像距和成像,判定焦距或焦距的范围
(1)某物体放在凸透镜前30 cm 处时,能在光屏上得到一个倒立缩小的实像,则该凸透镜的焦距可能是 (　　 )
A.40 cm　 B.30 cm
C .20 cm D.10 cm
(2)如果要使距透镜15 cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像,则应选择的凸透镜的焦距为 (　　 )
A.5 cm B.10 cm
C.15 cm D.20 cm
(3)某同学做“凸透镜成像规律”实验时,所给的有下面不同焦距的四块凸透镜,实验中,光屏移到离凸透镜16厘米处,得到烛焰倒立、放大的像,这块凸透镜的焦距可能是 (　　 )
A.f=4厘米 B.f=8厘米
C.f=12厘米 D.f=16厘米
(4)某物体放在离凸透镜20厘米处,无论怎样移动光屏,光屏上始终得不到像,则该凸透镜的焦距可能是 (　　 )
A.30厘米 B.15厘米
C.10厘米 D.5厘米
4.物距像距的调节
(1)一凸透镜的焦距是10 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜50 cm处移到15 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是 (　　 )
A.像变大,像距变小 B.像变大,像距变大
C.像变小,像距变小 D.像变小,像距变大
(2)一个人照完一张半身像后,又想照一张同样大小的全身照,摄影师应使 (　　 )
A.照相机远离人,暗箱拉长
B.照相机远离人,暗箱缩短
C.照相机靠近人,暗箱拉长
D.照相机不动,只调大光圈
(3)老师上课时经常用到投影仪 ,如图所示,关于投影仪的使用方法中合理的是 (　　 )
A. 投放到屏幕上的画面太靠上时,应增大平面镜与凸透镜的夹角使画面向下移动
B. 若使屏幕上的画面大一些, 可使投影仪靠近屏幕同时将凸透镜适当向下移动
C. 若使屏幕上的画面大一些,可使投影仪远离屏幕同时将凸透镜适当向上移动
D.若使屏幕上的画面大一些,可使投影仪远离屏幕同时将凸透镜适当向下移动
(4)李奶奶喜欢用放大镜看报,为了看到更大更清晰的字,她常常这样做 (　　 )
A.报与放大镜不动,眼睛离报远一些
B.报与眼睛不动,放大镜离报远一些
C报与放大镜不动,眼睛离报近一些
D.报与眼睛不动,放大镜离报近一些
(5)在拍摄一座建筑物时,已调节好照相机的距离,突然从取景框中发现建筑物上左、右的两个屋角都没有在框内,要拍摄一张完整的像,则需要 (　　 )
A.只要调节暗箱的长度
B.只要将相机向后移动一段距离即可
C.将相机向后移动一段距离,同时暗箱缩短一些
D.将相机向后移动,暗箱的长度稍微增大一些
(6)班上照集体照时,发现有同学没在取景框中,此时应将照相机________(选填“靠近”或“远离”)同学们,并将相机的镜头和底片间的距离________(选填“伸长”或“缩短”)。
【课堂小结】
教师:通过今天的学习你学到了什么,有什么成功的经验和收获
学生:
1.通过实验探究得出了凸透镜成像的规律。
2.利用凸透镜成像的规律解答实际问题。
【板书设计】
第3节　凸透镜成像的规律
(一)凸透镜成像特点:
物距(u) 像距(v) 像的性质
u>2f 2f>v>f 倒立　缩小　实像
u=2f v=2f 倒立　等大　实像
2f>u>f v>2f 倒立　放大　实像
u=f 不成像
u(二)凸透镜成像规律:
当u>f时,物距减小,像距增大,像变大;物距增大,像距减小,像变小。
u- 10 -