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
【学习目标】
1．实验探究凸透镜成像的规律。
2．初步总结出凸透镜成像的规律，知道物距、焦距和像距之间的关系。
重点：实验探究凸透镜成像的规律。
难点：总结出凸透镜成像的规律。
课堂导学
学习行为提示：,1.认真阅读学习目标，并划记关键词句，明确学习的重难点。,2.针对情景导入的问题，进行大胆猜想。
方法指导：,1.本实验中，烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一水平高度。,2.为了找到普遍性规律，要多做几次实验。比如u>2f时，可取u＝80cm，u＝60cm，u＝40cm。,3.凸透镜成像规律,一倍焦距分虚实，二倍焦距定大小，虚像总是同侧正，实像总是异侧倒，实像物近像远像变大，虚像物近像近像变小。
情景导入 引思导学
有种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯，空杯时什么也看不见，斟上酒，杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。这是怎么回事呢？原来杯底凸起的部分如同一个凸透镜，透镜的焦点上放有一张“七仙女”的图片，斟上的酒如同一个凹透镜，或者说洒减弱了凸透镜的聚光能力，增大了凸透镜的焦距，原来在焦点的图片变成了在焦点以内，这时的凸透镜就如同放大镜了。你知道凸透镜成像的规律有哪些呢？
自主探究 梳理新知
自主阅读教材P97～98的内容，独立思考并完成：
1．实验探究凸透镜成像的规律
(1)实验目的：探究凸透镜的成像规律；
(2)实验器材：光具座、蜡烛、焦距不同的凸透镜、光屏；
(3)设计并进行实验：
①测定凸透镜的焦距f，怎样测量凸透镜的焦距？平行光聚焦法；
②将蜡烛点燃作为物体，研究烛焰所成的像，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。将凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上。调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；
③将蜡烛放在离凸透镜2f以外的位置，点燃蜡烛，移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止，记录下蜡烛到凸透镜的距离(物距u)、像到凸透镜的距离(像距v)、像的性质大小和倒正；注意填入表格；
④将蜡烛向凸透镜移动，使物距在2f以外，即u＞2f，重复步骤③，进行观察测量；
⑤将蜡烛放在凸透镜2f处，即u＝2f，进行观察和测量；
⑥将蜡烛向凸透镜移动，使物距在2f和f之间，即2f＞u＞f之间进行观察测量；
⑦将蜡烛向凸透镜移动，重复步骤⑥，进行观察与测量；
⑧继续移动蜡烛，使物距u＜f，进行观察、估测像距。
知识链接：
1．当u＝2f时成倒立等大的实像，所以若成倒立等大的实像，则焦距f＝u/2。这是测凸透镜焦距的一种方法。
2．当u＝f时，可获得平行光。
3．能被光屏承接的是实像。
易错易混：
1．点燃蜡烛后应调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，否则，像不在光屏中央。
2．实验中，若透镜被遮挡住一部分，所成像的大小，完整性不变，但像变暗。
3．成实像时，像与物上下倒立，左右也颠倒。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了些什么知识？
2．我掌握了哪些研究方法？
3．我还存在的疑惑是什么？
(4)分析实验结论并将结论填在下表：
物距
u/cm
像距
v/cm
像的性质
正倒
大小
实虚
应用
u＞2f
f＜v＜2f
倒立
缩小
实像
照相机
u＝2f
v＝2f
倒立
等大
实像
测焦距
f＜u＜2f
v＞2f
倒立
放大
实像
投影仪
u＝f
制作平
行光源
u＜f
v＞u
正立
放大
虚像
放大镜
自主阅读教材P97～98的内容，独立思考并完成：
2．(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缩小的像？在什么条件下成放大的像？
(3)凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？有没有缩小的虚像？
答：(1)物距大于1倍焦距时成实像，物距小于1倍焦距时成虚像；
(2)物距大于2倍焦距时成缩小的像，物距小于2倍焦距时成放大的像；
(3)凸透镜所成的像没有正立的实像、倒立的虚像和缩小的虚像。
3．在做“探究凸透镜成像实验”时，将焦距为10cm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 )
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10cm小于20cm
4．如图所示，调节蜡烛，凸透镜和光屏的位置，都能得到清晰的像，其中在光屏上成倒立缩小实像的是图B，在光屏上成倒立放大实像的是图A，成虚像的是图C。
合作研讨 生成能力
1．对学：
分享独学1—4题：(1)对子之间相互检查自学成果，用红笔评定等级。
(2)对子之间针对自学的内容相互解疑，并标注出对子之间不能解疑的内容。
2．群学：
小组研讨：(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题，并解疑。
(2)针对组内不能解答的问题，寻找老师或邻组支援，共同解决组内疑难。
当堂检测 自主评价
见学生用书。
盘点课堂 课后反思
第2课时 凸透镜成像的规律的应用
【学习目标】
1．理解凸透镜成像的规律。
2．知道物距、焦距和像距之间的关系。
3．学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
重点：知道物距、焦距和像距之间的关系。
难点：学会从物理现象中归纳科学规律的方法。
情景导入 引思导学
昆虫观察盒的盒盖是一个凸透镜，如图所示，盒盖到盒底的距离为10cm，利用凸透镜能成正立、放大的像的原理可以方便地观察小昆虫。在一次实验中，小明不小心把盒盖上的凸透镜打碎了。为了修好观察盒，老师分别给他提供了焦距为4cm、8cm、10cm和12cm的凸透镜各一个，他应该选择哪种焦距的凸透镜合适呢？
自主探究 梳理新知
1．观察：在凸透镜成像的实验中，凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d各点，如图所示，分别调节光屏的位置：
(1)烛焰放在c点时，屏上出现实像最大；
(2)烛焰放在a点时，屏上出现实像最小；
(3)烛焰放在c点时，当屏上出现最清晰像时，屏距凸透镜最远；
(4)烛焰放在d点时，无论怎样移动光屏，在屏上都得不到烛焰的像；
(5)烛焰放在d点时，可以观察到放大、正立的像；
(6)烛焰从a移到b过程中，像的大小变大，像距变大。
我们发现：①成实像时，要使像变大，那么必须使u减小，同时v增大；要使像变小，那么必须使u增大，同时v减小(选填“增大”或“减小”)；
②成虚像时，物距u总是＜像距v；要使看到的虚像变大，那么必须在f内，将凸透镜远离物体，若要使看到的虚像变小，那么必须在f内，将凸透镜靠近物体(选填“＞”“＜”“远离”“靠近”)。
规律总结：
在焦点以外：物距变大，像距变小，像距变小像变小。
物距变小，像距变大像变大。
在焦点以内：物距变大，像距变大像变大。
成实像时，物体与像在透镜的两侧，成虚像时，物体与像在透镜的同侧。
2．如图所示，蜡烛置于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间成清晰的像。下列光学器件利用这一成像规律工作的是( D )
A．照相机 B．放大镜 C．平面镜 D．投影仪
方法指导：在“探究凸透镜成像规律”这一实验中，虽然需要记录的数据及现象和需要分析的关系都较多，但最终还是要落实到物距、像距、焦距这“三距”与像的特点的对应关系上。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了些什么知识？
2．我掌握了哪些研究方法？
3．我还存在的疑惑是什么？
3.某同学在探究凸透镜成像的规律时，在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示)，为使光屏上清晰的像变大些，下列调节方法可行的是( B )
A．将蜡烛适当远离透镜，光屏适当靠近透镜
B．将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜
C．将透镜适当远离蜡烛
D．将透镜适当靠近光屏
4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，将蜡烛、焦距等于10cm的凸透镜、光屏放在光具座上。如图所示，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，把凸透镜固定在50cm处。
(1)将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向左(选填“左”或 “右”)移动。
(2)依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像。记录的数据如下表：
次数
1
2
3
4
5
6
物距/cm
40
35
30
25
20
15
像距/cm
13.5
14
15
16.7
20
30
①在1～4次实验中，所成的像为倒立、缩小的实像。
②第6次的像比第5次的大(选填“大”或“小”)。
(3)将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向左(选填“左”或“右”)移动。
合作研讨 生成能力
1．对学：
分享独学1—4题：(1)对子之间相互检查自学成果，用红笔评定等级。
(2)对子之间针对自学的内容相互解疑，并标注出对子之间不能解疑的内容。
2．群学：
小组研讨：(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题，并解疑。
(2)针对组内不能解答的问题，寻找老师或邻组支援，共同解决组内疑难。
当堂检测 自主评价
见学生用书。
盘点课堂 课后反思
