凸透镜成像(导学案)
【学习目标】
1、知道什么是凸透镜，以及凸透镜对光线的会聚作用。
2、知道凸透镜的光心、焦点、焦距和主光轴
3、经历探究凸透镜成像规律的全过程，通过实验探究，得出凸透镜成像的规律。
4、能利用凸透镜成像规律解释实际问题
【学习重点】
凸透镜成像规律
【学习过程】
一、温顾知新
回顾光的折射规律：
新知学习
凸透镜
阅读课本P70页，完成下列问题：
1.凸透镜是利用 ???? ??????原理制作的光学器件，外形 ???? ??????特点。
2.思考一下我们如何辨别透镜是否为凸透镜？
3.平行光源发出的光线经过凸透镜折射后 ???? ??，可见凸透镜对光线有 ???? ??????作用。我国古代劳动人民在很久以前就知道将冰打磨成它的形状，利用它来取火。
4.仔细观察图4—37中有关凸透镜的名称：主光轴、光心、焦点
、焦距。
（二）探究：凸透镜成像规律?
结合课本72页图4—40，说出实验器材的摆放顺序，并明确其相关的概念，如物距、像距。
1、提出问题
拿一个凸透镜和白纸，成窗外景物的像，然后分别成近处和远处点燃的蜡烛的像，在观察比较中发现问题。实验中有什么发现？
根据所观察到的现象，你能提出什么问题？
2、猜想与假设：凸透镜成像的情况与什么有关？
?????????????????????? ???????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? ??????????????
3、实验计划与设计：
（1）所选器材??????????????????????? ???????????????。
（2）合理调节，在光屏上看到放大、缩小、等大的像；
（3）测量出成像时的物距和像距。
4、参考71页步骤进行实验并收集证据，记录数据填在课本72页的表格中。
5、分析论证：? ???? ????????????????成倒立、缩小、实像；????? ??????????????成倒立、等大实像；???? ????????????成倒立、放大、实像；?????? ????????????不成像；??????? ?成正立、放大、虚像?。
6、评估：
（1）你组同学是否得到了蜡烛的像?
（2）你组同学光具座上物体排列的顺序是怎样的?
（3）你组同学在活动中，为了得到清晰的像，移动了哪些器件?有哪些没移动?你认为他们如此移动可行吗?如果移动显得混乱，不益于研究问题，你认为该怎么固定、移动?
（4）你组同学得到了哪些像?(放大、缩小、等大的)
（5）你组同学测出了哪种情况时的物距和像距?
点拔：利用光路图再次分析凸透镜成像规律：
一倍焦点分虚实。二倍焦点分大小。
成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；
成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。
结合实际事例利用凸透镜成像规律分析。
科学探究：凸透镜成像课时练习题
一、基础过关
1、在探究凸透镜成像的实验中，必须把凸透镜、蜡烛、光屏放在________________ 上，并且________应放在其他两种器材之间，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在____________．
2、当光屏上得到一个清晰、缩小的实像时，说明蜡烛在凸透镜_____；若想得到一个清晰放大的实像，蜡烛应向_________方向移动，同时光屏应向________方向移动．若无论怎样移动光屏都不能接收到蜡烛的像，说明蜡烛处于_________的范围了．
3、要想利用凸透镜使小灯泡发出的光线变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的________ 上．
4、关于凸透镜的三条特殊光线是，通过光心的光线传播方向_____________；平行主光轴的光线经透镜折射后____________焦点；通过焦点的光线经透镜折射后__________ 主光轴．
5、在图4中，凸透镜焦距为10cm，为了找到像的位置，光屏应在光具座的____________cm刻度范围内移动(选填“60-70”或“大于70”)；保持透镜位置不变，当蜡烛在45cm刻度处时，移动光屏，________在光屏上成像(选填“能”或“不能”)
6、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为15cm，若将蜡烛放在离凸透镜10cm处时，移动光屏，在光屏上将看到（ ）
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．无像
7、某凸透镜焦距为f，一个在透镜主光轴上的物体，从距透镜3f处沿主轴逐渐移动到距离透镜1.5f处，在此过程（ ） A、像不断变小 B像和物之间的距离不断增大 C、像和焦点的距离不断增大 D、像和透镜的距离不断减小
8、凸透镜前25cm处的物体沿主轴靠近透镜时，其所成的倒立、放大的实像将 （ ） A．由实变虚 B．由虚变实 C．由大变小 D．不发生变化
9、图中，画出了光通过透镜前后的方向。在图（a）、(b)中填上适当类型的透镜。
10、由图4-5-3可知，物距和像距什么范围内？
能力提升
11、一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、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
12．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10cm C．大于20cm D．在10cm和20cm之间
13．小明在探究“凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距是10cm。 （1）他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，其原因可能是________________________________ 。（写出一种即可） （2）调整好后，当蜡烛与凸透镜的距离为36cm时，可在光屏上得到倒立_______________ 的实像；再将蜡烛向凸透镜靠近一些，要获得清晰的实像．光屏应________________ （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
答案：
1.光具座、凸透镜、同一高度 2.2倍焦距以外、凸透镜、远离、1倍焦距 3.焦点 4.不变、经过、平行5.大于70、不能 6.D 7.C 8.A 9.（1）凸透镜（2）凹透镜 10.物距大于2倍焦距 、 像距在1倍与2倍焦距之间 11.C 12.B 13.（1）烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度（或物距小于焦距）（答案科学合理即可）?? （2）缩小?? （3）远离
第五节 科学探究：凸透镜成像（教案）
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能
1．能识别凸透镜和凹透镜．
2．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用．
3．知道什么是凸透镜的焦点和焦距．
4 .能理解凸透镜的成像规律。
过程与方法
1．通过实验培养学生的实验操作能力和对实验现象初步分析能力．
2．初步培养学生对探究结果进行交流、评价的能力．
情感态度与价值观
培养学生探索自然现象和日常生活中的物理的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理．
培养探究科学探究的能力，热爱科学探究，实事求是的精神.
重点
对凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用的认识．
认识凸透镜的成像规律
难点
对凹透镜的焦点和焦距理解．
理解凸透镜的成像规律。
【教学环节安排】
环
节
教 学 问 题 设 计
教学活动设计
二次备课
创设情境
教师出示近视镜和老花镜，让学生远处观察两眼镜，再用手摸一摸两种眼镜的镜片，看看有什么不同？
教师出示近视镜和老花镜，学生认真观察，了解不同，并说出：近视镜中央薄边缘厚，远视镜中央厚边缘薄．教师借机引出新课．
自主学习
“自主学习提纲”见学案
教师指导学生自主学习．
学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成自主学习提纲．
合作共建
知识点1：凸透镜和凹透镜
问题1：凸透镜的形状有什么特点？
小结：中央较厚、边缘较薄的透镜叫做凸透镜．
问题2：凹透镜的形状有什么特点？
小结：中央较薄、边缘较厚的透镜叫做凹透镜．
知识点2：凸透镜的会聚作用
问题1：凸透镜对光有什么作用？
小结：凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫做会聚透镜．
问题2：什么叫做主光轴、光心、焦点和焦距？并在下图中依次标出主光轴、光心、焦点和焦距．
小结：通过两个球面球心的直线叫做透镜的主光轴；凸透镜的中心称为光心；平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点，凸透镜的两侧各有一个焦点；焦点到光心的距离称为焦距．
问题3：平行于主光轴的光线、过焦点的光线、过光心的光线通过凸透镜后折射光线如何偏折？
小结：
（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过凸透镜对侧的焦点．
（2）过焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线与凸透镜的主光轴平行．
（3）过光心的光线经凸透镜折射后，折射光线传播方向不变．（如下图）
知识点3：凹透镜的发散作用
问题1：凹透镜对光有什么作用？
小结：凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫做发散透镜．
问题2：什么叫做凹透镜的焦点？
小结：平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点，凹透镜的两侧各有一个焦点．
问题3：平行于主光轴的光线、过焦点的光线、过光心的光线通过凹透镜后折射光线如何偏折？
小结：
（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜本侧的焦点．
（2）延长线过对侧焦点的光线经凹透镜折射后，折射光线与凹透镜的主光轴平行．
（3）过光心的光线经凹透镜折射后，折射光线传播方向不变．（如下图）
问题4：我们认识了凸透镜和凹透镜，凸透镜在生产、生活中具有广泛的运用，例如，投影仪、望远镜、放大镜以及照相机等都与它有关系。下面我们来探究一下凸透镜成像到底有什么特点？
学生根据学案阅读课本P71了解实验探究并完成学案内容
小组讨论怎么样设计实验与制定计划，各组使用焦距不同的凸透镜探究凸透镜成像的规律，然后再相互交流各组的探究结果。
问题5：先用你自己设计的方法测出实验用的凸透镜的焦距f?
（1）在阳光下固定一凸透镜，让阳光垂直照射凸透镜；
（2）在凸透镜后面放一白纸，前后移动白纸，直到在白纸上得到一个最小的亮点为止固定白纸位置；
（3）用刻度尺测出凸透镜和白纸的距离即是凸透镜的焦距．
问题6：各小组的制订探究凸透镜成像的实验方案?
1.选用与探究凸透镜成像实验的相关器材。
2.让发光物体经过凸透镜分别成放大、缩小、等大的像。
3.分别测量出成像时的物距和像距。
问题7：学生进行实验并完成实验数据的收集，完成实验记录。
学生进行实验探究并完成实验记录。
问题8：如何利用通过凸透镜的三条特殊光线找到凸透镜成像的这些特点呢？
问题9：分析实验数据，归纳总结出凸透镜成像规律？
当物距大于2倍 焦距时，成倒立、缩小的实像。
当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像。
当物距1倍焦距与2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。
当物距1倍焦距内时，成正立、放大的虚像。
教师指出凸透镜和凹透镜的特点．
教师演示：把凸透镜放入倒立的玻璃缸内并通入烟雾（用蚊香或烟均可），用两个激光灯平行射向凸透镜，两束激光会聚于一点．并通过课件展示加深凸透镜对光线的会聚作用。
让学生得出凸透镜对光线的作用．
教师结合课件，让学生知道什么是光心、主光轴、焦点和焦距，并要求学生在图中依次标出光心、主光轴、焦点和焦距．
教师提出问题，
学生讨论、交流，
教师总结归纳，得出规律。
课件展示三条特殊光线
教师要求学生不但要记住规律，还应该会作图
教师演示：把凹透镜正对太阳光（如没有太阳光，可以用投影仪的光代替太阳光），在凹透镜的后面放一张白纸并前后移动白纸的位置，观察白纸上“亮度”的变化．最后得出凹透镜对光有发散作用和什么是凹透镜的焦点．通过课件形象展示凹透镜对光有发散作用。
教师提出问题，
学生讨论、交流，
教师总结归纳，得出规律，通过课件展示凹透镜
教师要求学生不但要记住规律，还应该会作图
教师出示例2，
学生思考、讨论、交流，并回答，
教师强调、指导解题方法．
课件展示投影仪、望远镜、放大镜以及照相机引起学生兴趣。
课件展示方法
师生共同得出结论！
课件出示实验器材和步骤。让学生做实验过程思考凸透镜成各种不同的像时，物距、焦距和像距之间有什么关系呢？
通过课件讲解实像是能在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而成的。虚像不能在光屏上呈现出来，只能用人眼通过透镜观察
课件出示实验记录表
在学生完成实验后再通过课件动态演示实验过程，让学生结合演示反思自己的实验。
课件展示利用通过凸透镜的三条特殊光线
课件通过填空的形式出示加深学生理解和记忆。
诊断评价
“当堂达标题”见学案
学生独立完成学案中的当堂达标题，教师出示答案，学生自我批改．教师搜集学生做题信息，查漏补缺．
作业设计
1. 完成下图所示的透镜光路图．
2. 课后习题第3、4、5题。
教师布置
学生做书面作业
教学问题最
佳解决方案
教后反思
课件29张PPT。第五节 科学探究：凸透镜成像第四章 多彩的光透镜种类1、凸透镜（convex lens ）
凸透镜对光有 作用。会聚凸透镜对光有会聚作用。所以凸透镜又叫会聚透镜（convergent lens)焦点FF焦距f主光轴几个基本概念光心经过光心的光线传播方向不发生改变二、三条特殊光线
1.凸透镜的三条特殊光线1.平行主光轴的光线，折射后经过另一侧的焦点2.经过光心的光线，方向不变3.经过 焦点射向凸透镜的光线，折射后平行主光轴2、凹透镜（concave lens）FF凹透镜对光有 作用。发散2、凹透镜的三条特殊光线 1.平行主光轴的光线，折射后发散，且折射光线的反向延长线经过另一侧焦点2.经过光心的光线方向不变3.射入凹透镜且延长线经过另一侧焦点的光线，折射后，光线平行主光轴凸透镜成像有什么规律吗？问题与猜测：“上”字光源凸透镜光屏实验探究凸透镜成像的规律也可用蜡烛先用你自己设计的方法测出实验用的凸透镜的焦距f，并记录下来。提示：太阳光可以看作是平行光。平行光都会会聚于焦点。（1）在阳光下固定一凸透镜，让阳光垂直照射凸透镜；
（2）在凸透镜后面放一白纸，前后移动白纸，直到在白纸上得到一个最小的亮点为止固定白纸位置；
（3）用刻度尺测出凸透镜和白纸的距离即是凸透镜的焦距． 器材组装物距u像距v改变光源、透镜与光屏的位置，让发光体经透镜后成放大、缩小、等大的像，观察像是正立还是倒立的，记录好物距与像距，换不同焦距的透镜重复实验实像与虚像实像（real image）是能在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而成的。实像虚像（virtual image ）不能在光屏上呈现出来，只能用人眼通过透镜观察。探究实验记录表u>2f fu=2f v=2f 倒立等大实像 f2f 倒立放大实像 u=f 不成像 u★当物距 焦距时，成倒立、等大的 像。
★当物距 焦距时，成倒立、放大的 像。
★当物距 焦距时，成正立、放大的 像。大于2倍等于2倍小于2倍但大于小于实实实虚试设计三种简易的实验方法，辨别透镜是哪种透镜方法1：隔着擦镜纸用手摸透镜，中央厚、边缘薄为凸透镜，反之为凹透镜方法２：对光有会聚作用的透镜为凸透镜；对光有发散作用的透镜为凹透镜方法３：通过透镜观看书上的文字（透镜距书较近），若看到放大的像，则透镜为凸透镜；若看到的像是缩小的，则透镜为凹透镜
当u>2f时，像距v应满足： ，题中给出像距v =16cm，分析:本题给出的信息是成倒立缩小的实像，说明物距应满足 ；例题：某同学在“研究凸透镜成像”的实验中，光屏移动到离凸透镜16cm 处，得到烛焰倒立、缩小的像，他使用的凸透镜的焦距为：
Ａ.４cm Ｂ.８ cm Ｃ.12 cm Ｄ.18 cmf < v < 2fu> 2f即：f < 16 cm < 2f只有C选项符合该条件 一、已知 f=10cm，如果把物体放在25cm的地方，则在光屏上会得到一个（ ），（ ）的（ ）像。
二、如果要得到一个放大的实像应把物体放在（ )与（ ）之间， 如果要得到一个放大的虚像应把物体放在（ ）之内。 倒立缩小实1倍焦距2倍焦距焦距课堂练习：FA’B’F作图题：已知凸透镜的位置以及焦距，通过作光路图确定物体AB的像A’B’的位置。在下列方框中，填入适当的光学元件
谢谢！
