蘇科版物理八上《探究凸透鏡成像規(guī)律》教案

最 新 蘇 科 探究凸透鏡成像實驗準備知識 : 版 物 理 八 【實驗?zāi)康摹? :1.通過觀察和實驗 ,加深對實像和虛像的認識 , 2.收集有關(guān)現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù) ,從中歸納出凸透鏡成像的規(guī)律 . 【準備】 : 1.了解下列與透鏡有關(guān)的光學名詞的物理意義. 焦點 : ; 焦距 : ; 物距 : ; 像距 : ; 實像 : ; 虛像 : ; 2.了解估測凸透鏡焦距的簡易方法 . 3.實驗器材 : 光具座 ;  燭焰 透鏡 光屏 4.步驟 (1)估測所用凸透鏡的焦距約為 cm. (2) 實驗時 ,將有關(guān)器材放置在水平桌面上 ,應(yīng)使在同一直線上 ,并使蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度上 , （ 3）當凸透鏡成實像時 ,移動光屏 ,使光屏上得到最清晰的像時 ,光屏的位置才是像的位 置 , （ 4）實驗時 ,注意收集凸透鏡成不同性質(zhì)的像時 ,物距、像距、和焦距的相關(guān)實驗數(shù)據(jù) , 并將實驗結(jié)果填入設(shè)計的表格內(nèi)： 像的性質(zhì) 實驗序號 透鏡焦距 f/cm 物距 u/cm 像距 v/cm ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 【當堂練習】： 1. 在探究凸透鏡成像的實驗中 ,王聰同學先將凸透鏡對著太陽光 ,調(diào)整凸透鏡和白紙間的距離 , 直到太陽光在白紙上會聚成一個最小、最亮的點 ,如圖所示 ,這一操作的目的是 ； （ 2）在探究凸透鏡成像的實驗中 , 由于蠟燭火焰的高度不合適 , 在光屏上得到如圖所示不完整的像,要得到蠟燭火焰完整的像 ,應(yīng)將蠟燭向 1 / 9 調(diào)節(jié)； 2.小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材探究凸透鏡成像規(guī)律。 ⑴如圖所示 ,為了測出凸透鏡的 焦距 ,小明同學將 凸透鏡正對著太陽光 ,再把光屏放在它的另 一側(cè) ,改變凸透鏡與光屏的距離 ,直到光屏上出現(xiàn)一個 的光斑 ,就可以測出該凸透鏡 的焦距為 cm 。 ⑵請在圖中畫出凸透鏡的主光軸。 ⑶小明將燭焰、凸透鏡和光屏的中心高速到同一高度后 ,在水平桌面上無論怎樣移動光屏 ,都 不能承接到燭焰的像 ,原因可能是 。 ⑷實驗一段時間后 ,蠟燭變短了 ,要使燭焰的像仍然成在光屏的中心 ,應(yīng)該將光屏向 移動。 3. 在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時 ,所用的凸透鏡的焦距為 10cm。 ①現(xiàn)將凸透鏡、蠟燭和光屏放在如圖 16 所示的光具座上進行實驗。若圖中 C 位置上放置 光屏 ,則 B 位置上應(yīng)放置＿＿＿＿＿＿。 ②如圖 16 所示 ,,現(xiàn)要在光屏上成縮小的像 ,蠟燭應(yīng)向＿＿＿＿＿＿移動 ,光屏應(yīng)向＿＿＿＿＿ 移動。（填“左”或“右”） 4.如圖 8 所示 ,在“探究 凸透鏡成像的規(guī)律”實 驗中 ,一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后 ,在光屏上形 成了一個最小、最亮的光斑。當把燭焰放在距該凸透鏡 25cm 處 時,在 凸透鏡另一側(cè)前后移動光屏 ,會在光屏上得到一個 的實 像( 填寫像的性質(zhì) )；如果此時將蠟燭遠離透鏡 ,仍要在光屏上得 到清晰的像 ,光屏應(yīng)向 ( 選填“靠近”或“遠離” )透鏡的方向移動。 導(dǎo)學案 24 二、探究凸透鏡成像規(guī)律導(dǎo)學案（一） 一、基礎(chǔ)知識 導(dǎo)入新課： 1.請同學們將凸透鏡緊靠書上的字 ,若適當增加凸透鏡與字之間的距離 , 并調(diào)節(jié)眼睛 與透鏡的距離 ,仔細觀察 ,看到的像有沒有變化呢？ 2.討論并交流觀察到現(xiàn)象。 [獻出你的疑問 ] : 剛才同學們針對你們觀察到的各種像 ,你們想了解一點什么呢？ 思考：（ 1）什么時候成正立放大的像？ 2 / 9 （ 2）什么時候成倒立縮小的像？ （ 3）什么時候又成倒立放大的像？ 2.為了研究凸透鏡成各種不同的像時 ,有什么規(guī)律 ,我們還需要介紹幾個知識點： （ 1）物距（ u）：物體到透鏡的距離； （ 2）像距（ v）：像到透鏡的距離； （ 3）實像：能在光屏上呈現(xiàn)的像,它是由實際光線會聚而成的。（也可用眼睛觀察到） （ 4）虛像：不能呈現(xiàn)在光屏上的像,只能用眼睛觀察到。 [設(shè)計實驗 ] 3.學生討論、設(shè)計出實驗方案： （ 1）測凸透鏡焦距的方法。 （ 2）本實驗中得到各種不同像時的物距、像距分別與焦距之間有什么關(guān)系。 [進行實驗 ,收集證據(jù) ]學生進行分組實驗 ,及時記下各種數(shù)據(jù) ,記入表中 : 序號 物距（ u） 像的大小 像的到正 像的虛實 像距（ v） 應(yīng)用實例 1 2 3 4 [ 分析與討論 ]： 同學們針對驗證實驗進行交流 ,實驗中還發(fā)現(xiàn)了什么新的問題 / （ 1）凸透鏡成實像與虛像的分界點在哪兒？ （ 2）凸透鏡成放大像與縮小像的分界點在哪兒？ （ 3）什么情況下 ,像與物在凸透鏡兩側(cè)？什么情況下像與物在凸透鏡同側(cè)？ （ 4）當凸透鏡成實像時 ,隨著物距的減小 ,像距是怎樣變化的？像距與焦距間有什么關(guān)系？ 同學們針對記錄的各種數(shù)據(jù)和討論 ,進行歸納總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律： （ 1） （ 2） （ 3） 換另一焦距的凸透鏡 ,重復(fù)上述實驗驗證得出規(guī)律與重復(fù)實驗的結(jié)果是否相符 【課堂鞏固】 : 3 / 9 1、根據(jù)右圖所示 , 將物體分別在 a、b、c、d 各點放置時 , 凸 透鏡的成像情況并舉例回答其應(yīng)用 , 均填于下表中。（ 設(shè)物體 到凸透鏡的距離為 u, 像到凸透鏡的距離為 v） a b c F F 2f  f 位置 物距（ u） 像的大小 像的到正 像的虛實 像距（ v） 應(yīng)用實例 a b c d 教學案 25 二、探究凸透鏡成像規(guī)律導(dǎo)學案（二） 一、基礎(chǔ)知識 1. 在“研究凸透鏡成像”的實驗中,點燃的蠟燭分別放在 a、b、 c、 d、e 五個位置 ,如圖所示。其中蠟燭放在 處所 得的實像最小；放在 處所得的實像與燭焰大小相同； 放在 處所得的實像比燭焰大；放在 處能看到放大 的虛象。若在實驗中發(fā)現(xiàn)光屏上所成的像偏左偏上 ,為了使燭焰的像能成在光屏中央 , 應(yīng) 向 、向 調(diào)燭焰的位置（選填“上”“下”“左”“右”）。 2. 如圖所示 ,在“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,光屏上出現(xiàn)了清晰的燭焰像．已知凸透 鏡的焦距為 f, 由此可以判 斷像距 v 和物距 u 所在的范圍是 A ． v<f B． f<v<2f C． u>2f D． f<u<2 二、難點思考 本節(jié)難點：探究“凸透鏡鏡成像特點”實驗 在觀察凸透鏡成放大實像的條件的實驗中： ⑴把凸透鏡、蠟燭、光屏放在 上 , 點燃蠟燭并調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度 , 使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一 。 ⑵確定像的位置時 , 沿凸透鏡主光軸移動光屏 , 直到光屏上出現(xiàn) 的燭焰的像。 ⑶從蠟燭到凸透鏡距離等于 2 倍焦距處開始 , 向焦點移動蠟燭 , 在這過程中 , 像到透鏡的距 離 , 像 , ⑷實驗得到的結(jié)論是：凸透鏡成放大實像的條件是：凸透鏡到物體的距 離 。 三、獻出你的疑惑 四、自我嘗試 1、凸透鏡的焦距為 10cm,若把物體放在離它們 15cm 處 ,則成的像為 、 、 ,它應(yīng)用于 。若把物體放在離它們 25cm 處 ,則成的像為 、 、 , 它應(yīng)用 于 。若把物體放在離它們 5cm 處 ,則成的像為 、 、 , 它應(yīng)用于 （照相機、幻燈機、放大鏡）。 4 / 9 2. 如圖所示 ,f 是凸透鏡的焦點 , 將點燃的蠟燭依次放在 a、 b、 c、d 等 位置 , 則在屏上生 成最大的像時 , 蠟燭的位置是 ( ) A.a 點 B.b 點 C.c 點 D.d 點 一、典例分析 例 1 、一束平行光正對凸透鏡照射 , 在離透鏡 10cm 處 的光屏上得到一個亮點 , 那么當物體在凸透鏡前 25cm 處時 , 在透鏡的另一側(cè)可以得到 ( ) A. 倒立縮小的實像 B. 倒立放大的實像 C. 正立縮小的實像 D. 正立放大的實像 2．在觀察凸透鏡成放大實像的條件的實驗中： ⑴把凸透鏡、蠟燭、光屏放在 上 , 點燃蠟燭并調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度 , 使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一 。 ⑵確定像的位置時 , 沿凸透鏡主光軸移動光屏 , 直到光屏上出現(xiàn) 的燭焰的像。 ⑶從蠟燭到凸透鏡距離等于 2 倍焦距處開始 , 向焦點移動蠟燭 , 在這過程中 , 像到透鏡的距 離 , 像 , ⑷實驗得到的結(jié)論是：凸透鏡成放大實像的條件是：凸透鏡到物體的距 離 。 二、鞏固練習 1. 一個同學在觀察凸透鏡成像時 , 發(fā)現(xiàn)蠟燭與凸透鏡的距離比 28 厘米小一些時 , 在透鏡另一側(cè)的光屏上總成放大的像；距離大于 28 厘米時 , 屏上總成縮小的像 , 則這個凸透鏡的焦距是（ ） A. 約為 28 厘米 B. 約為 14 厘米 C. 大于 28 厘米 D. 小于 28 厘米 2. 用凸透鏡成像時 ( ) A. 實像看得見 , 虛像看不見 B. 實像與虛像都能在屏上成清晰的像 C. 實像與虛像都可能是放大或縮小的 D. 實像總是倒立的 , 虛像總是正立的 3．關(guān)于凸透鏡成像 , 下列說法不正確的是：（ ） A．成實像時 , 像一定比物小 B ．成虛像時 , 像一定比物大 C．成實像時 , 像和物一定在透鏡的兩側(cè) D．成虛像時 , 像和物一定在透鏡的同側(cè) 4．在凸透鏡及其應(yīng)用的結(jié)論中 , 正確的是 ( ) A. 照相機、幻燈機的鏡頭都是用凸透鏡制成的 B. 物體放在凸透鏡前任何位置都能在透鏡的另一側(cè)通過透鏡看到一個放大的虛像 C. 照相機鏡頭的焦距大于或等于暗箱的最大長度 D. 放幻燈時 , 幻燈片總是倒插于幻燈機鏡頭的焦距之內(nèi) 5．以下現(xiàn)象中 ,屬于凸透鏡鏡成像的是 （ ） A. 平靜的湖面有岸邊樹木的倒影 B. 幻燈機把幻燈片投到銀幕上成像 C. 被拋光的銅面可以照出人影 D. 童話“猴子撈月”中井里的月亮 5 / 9 教學案 26 二、探究凸透鏡成像規(guī)律導(dǎo)學案（三） 一、基礎(chǔ)知識 1．放映幻燈時 ,要想在屏幕上得到更大的像 ,應(yīng)該采取的做法是 ( ) A. 換上大屏幕 B. 增大屏幕到鏡頭的距離 , 同時減小幻燈片與鏡頭的距離 C. 減小屏幕到幻燈機的距離 , 同時增大幻燈片與鏡頭的距離 D. 增大幻燈片到鏡頭的距離 2．物體距凸透鏡 20 ㎝時 , 在凸透鏡的另一側(cè)距鏡 30 ㎝的光屏上得到清晰的像 , 則該是 A．放大的 B．縮小的 C．等大的 D．無法判斷 3．放映幻燈片時 , 想要在屏幕上出現(xiàn)“ F”字母 , 那么幻燈片正確的放法是圖所示的（ ） 4．物體 放在凸透 鏡的主光軸上 , 在距透鏡 40 厘米處的光屏上得到一個倒立、放大的像 , 則該透鏡的焦距 可能為： ( ) A 40 厘米 B 30 厘米 C 20 厘米 D 10 厘米 三、獻出你的疑惑 二、課堂例題 ： 5．在研究凸透鏡成像的實驗中 , 當蠟燭位于凸透鏡前某位置時 , 在透鏡的另一側(cè)的光屏上呈現(xiàn) 一個倒立、縮小的像 , 若保持凸透鏡的位置不變 , 把蠟燭與光屏的位置相互交換 , 則光屏上將出 現(xiàn)一個（ ） A. 倒立、放大的清晰的像 B. 倒立、縮小的清晰的像 C. 倒立、等大的清晰的像 D. 正立、放大的清晰的像 6．物體放在凸透鏡前 , 到凸透鏡的距離是 16cm, 此時光屏上得到的是放大的像 , 則所用透鏡 的焦距可能是：（ ） A． 4cm B ． 8cm C ．10cm D ． 18cm 7．某同學做“觀察凸透鏡成像”的實驗時 , 將蠟燭點燃后放在距凸透鏡 15cm的地方 , 在光 屏上得到一個清晰、倒立、放大的燭焰的像 , 當他將蠟燭移到距凸透鏡 7cm 處后（ ） A．移動光屏 , 仍然可以得到一個倒立、放大的像 B．移動光屏 , 可以得到一個倒立、縮小的像 C．無論怎樣移動光屏 , 在光屏上始終看不到燭焰的像 D．移動光屏 , 可以在光屏上看到一個正立、放大的像 8．如圖 A, 當蠟燭向右移動時 , 要使光屏上成像 , 則光屏向 （左、右）移 , 并且光屏 上的像是漸漸 （增大、減?。?； 如圖 B, 當蠟燭向左移動時 , 要使光屏上 成像 , 則光屏向 （左、右）移 , 并且光屏上的像是漸漸 （增 大、減?。? 三、課后作業(yè)： 1．將一物體放在凸透鏡前 , 使物距依次為 6cm、18cm 和 24cm,分別得到放大的虛像、放大的 實像和縮小的實像 , 則凸透鏡的焦距 f 滿足關(guān)系式 ( ) 6 / 9 A.f ＜ 6cm B.6cm ＜ f ＜ 18cm C.9cm＜ f ＜ 12cm D.18cm ＜f ＜24cm 2．幻燈片和鏡頭位置之間的距離 S 在 15<S<30cm之間變動 , 為了能在屏幕上得到放大的像 , 應(yīng)選下列何種焦距的鏡頭 ( ) A. 焦距 15cm B. 焦距 4.5cm C. 焦距 6cm D. 焦距 30cm 3．如圖 ,這個玻璃杯的杯底向上凸起（相當于一個凸透鏡） ,在凸起處的下方夾著一張演員 的相片 ,當杯中沒有倒入酒時 ,杯底里什么都沒有。倒入酒后杯底出現(xiàn)演員的像 ,請說出其中 道理？ 4．如圖中 A為燭焰上一 點 ,A ’ 為 A 在光 屏上的像點 , 畫出 a、b 經(jīng)過透鏡后的傳播方向。 5．在物理實踐活動中 , 某活動小組的同學通過實驗探究凸透鏡成像的規(guī)律 , 他們用了 A．B 兩個焦距不同的透鏡分別進行了若干次操作 , 并把實驗數(shù)據(jù)及部分現(xiàn)象準確地記錄在下表 中：請你完成下表并幫助他們分析從表中獲得的信息 , 把能得出的探究結(jié)論填在橫線上。 （示例）結(jié)論一：在成實像的情況下 , 物體到凸透鏡的距離相同時 , 凸透鏡的焦距越長 , 像到 凸透鏡的距離越長。結(jié)論二：在成實像的情況下 , 。 凸透鏡焦距 物到凸 像到透 像的情況 （ cm） 透鏡距 鏡距離 正、倒 大、小 虛、實 離 （ cm） （ cm） 凸 20 47 透 30 26 縮小 鏡 14 40 22 倒立 縮小 實像 A 60 18 縮小 凸 20 80 放大 透 30 34 鏡 16 40 27 倒立 縮小 實像 6 ． 如 圖B 60 22 縮小 所 示 是 上 課經(jīng)常使用的投影儀 ,請按要求回答． (1) 平面鏡的作用是： _______________ 。 (2) 燈泡的作用是： ______________。 (3)若在屏幕上的像比較模糊 (與投影片無關(guān) ),調(diào)整 方法是： . 凸透鏡成像規(guī)律課后鞏固練習 1. 如圖 16所示 , 甲是小艷利用某透鏡觀察到的小明眼睛的像； 乙是小亮利用某眼鏡觀察到 的課本上“物理”字的像。關(guān)于上述兩種情況中所觀察到的像或用到的光學儀器 , 下列說法 正確的是 A ．甲圖中的像一定是虛像 ,像的位置可能在 小艷的眼睛和透鏡之間 B ．甲圖中的像可能是實像 , 像的位置可能 在小明的眼睛和透鏡之間 7 / 9 C ．乙圖中的像一定是虛像 , 該眼鏡是近視鏡 D ．乙圖中的像可能是實像 , 該眼鏡是老花鏡 2. 如圖 6 所示 ,a、b、 c、 d 是距凸透鏡不同距離的四個點 ,F 為焦點。下列幾種光學儀器的成 像原理與物體在不同點時的成像情況相對應(yīng) ,下列說法正確的是 A ．幻燈機是根據(jù)物體放在 c 點時的成像特點制成的 B．照相機是根據(jù)物體放在 d 點時的成像特點制成的 C．使用放大鏡時的成像情況與物體放在 a 點時的成像情況相似 D．人眼看物體時的成像情況與物體放在 F 點時的成像情況相似 3. 凸透鏡成像規(guī)律可以通過畫光路圖去理解。在光路圖中凸透鏡用圖 甲表示 ,O 點為光心 ,F 為其焦點。圖乙是運用經(jīng)過凸透鏡的兩條特殊光線 ,所畫物體 AB 經(jīng)凸 透鏡成的像 AB 的光路圖。請參照圖乙 ,在圖丙中畫出物體 CD 經(jīng)過凸透鏡所成的像 CD 的光路圖。 4. 某小組在探究凸透鏡成像規(guī)律時 ,不小心將 透鏡掉在地上碎成三塊．他們不知道碎鏡片的焦 距是否與原透鏡相等 ,于是選取其中一塊鏡片 , 準備測量其焦距． （1）請你設(shè)計一個簡單實驗 ,測量所選鏡片的焦距． 所用的主要器材有 ；在圖中虛線框內(nèi)畫 出你所設(shè)計的實驗示意圖．（圖中鏡片已畫出） （ 2）測量后 ,發(fā)現(xiàn)這塊鏡片的焦距與原透鏡相等,由 此他們得出“每塊鏡片的焦距都與原透鏡相等”的結(jié)論．他們這種推斷方法存在 的主要問題是 ． 5. 在“凸透鏡成像規(guī)律”實驗中 ,某同學進行了如下兩個探究： （ 1）為研究像距與焦距的關(guān)系 ,他選用焦距不同的三個凸透鏡進行實驗,實驗數(shù)據(jù)記 錄如下表。 物距 u/cm 實驗序號 焦距 f／cm 像距 v/cm 1 2 2.5 10 2 5 10 3 8 40 分析表中數(shù)據(jù)可知 , 保持物距不變時 ,焦距越大 ,則所成實像的像距越 (選填： “大”或“小” )。 （ 2）該同學用若干個發(fā)光二極管組成形狀如“ E”的發(fā)光物體 ,如圖 15 甲所示 , 將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏依次組裝到光具座上并調(diào)整好 ,且物距調(diào)節(jié)為 6cm 時 ,在光屏上 8 / 9 ① ② ③ ④ 成的像如圖 15 乙所示 , 則他選用的是三個透鏡中焦距為 cm 的凸透鏡；如果只將“ E” , 換成“ R” ,并在同一位置觀察 ,光屏上成的像應(yīng)是圖 15 丙中的 ( 填數(shù)字序號 )。 圖 15 ,它可以拍下違章行駛或發(fā)生交通事 6. 如圖 4 甲所示是現(xiàn)代城市很多路口安裝的監(jiān)控攝像頭 故時的現(xiàn)場照片。攝像頭的鏡頭相當于一個 透鏡 ,它的工作原理與 （選填“照相 機”、“投影儀”或“放大鏡”）相似。如圖 4 乙和丙是一輛汽車經(jīng)過路口時與一輛 自行車相撞后被先后拍下的兩張照片 ,由圖可以看出汽車是逐漸 （選填“靠近”或 “遠離”）攝像頭。 7. 在探究凸透 甲 乙 丙 圖 4 鏡成像規(guī)律的 過程中 ,將 光 屏 移 到 圖 中位置時 ,光屏上出現(xiàn)了清晰的像。這個像的性質(zhì)是 。如果要想使像變小 ,蠟 燭應(yīng)向 側(cè)移動。 8. 在探究凸透鏡成像規(guī)律時 ,調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏和燭焰 ,使它們的中心在同一直線上 ,并且大致在同一高度 ,當物距為 20cm 時 , 移動光屏 ,可在光屏上得到一個清晰的等大、倒立的實 像．當物距為 25cm 時 ,移動光屏 ,可得到一個清晰的 、倒立的實像．當物距為 5cm 時 ,成 像,在放大鏡和投影儀中 ,成像情況與此類似的是 ． 9 / 9