第五節(jié) 科學探究：凸透鏡成像(第2課時)

7、讓光屏也靠近透鏡 D．讓蠟燭靠近透鏡，同時讓光屏遠離透鏡 圖2 例2．小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示．又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏．將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好． 圖3 （1）當發(fā)光物體在a點時，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示．則光屏上的像是倒立、________的實像．將發(fā)光物體由a點移動到b點，要想找到像的位置，應移動光屏，直到____________為止． （2）用這種發(fā)光物體和光屏做實驗，最主要的一條優(yōu)點是：______________________________

8、 ． （3）如圖乙所示，當發(fā)光物體在a點時，凸透鏡與像之間的距離為S1；當發(fā)光物體在b點時，凸透鏡與像之間的距離為S2，則S1_________S2．(選填“>”、“=”或“<”) 我會解決 1．同學們探究“凸透鏡成像規(guī)律”時，將蠟燭從遠處逐漸靠近凸透鏡的過程中，蠟燭經(jīng)過_______位置以后，所成實像由縮小變成放大；經(jīng)過_______位置以后由實像變成虛像． 2．將一支點燃的蠟燭放在一個凸透鏡前某個位置，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到了清晰放大的像，那么蠟燭位于此凸透鏡的（ ） A．焦距以內(nèi) B．焦距和二倍焦距之間 C．二

9、倍焦距處 D．二倍焦距以外 3．在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，已知凸透鏡焦距為10cm，當光屏上成一縮小．倒立的燭焰的像時，燭焰(蠟燭)與凸透鏡的距離可能是（ ） A．大于20cm B．等于20cm C．大于10cm且小于20cm D．小于10cm 4．燭焰通過凸透鏡后恰好在另一側(cè)的光屏上得到一個倒立的放大的像，若保持凸透鏡位置不變，把燭焰和光屏的位置對調(diào)一下，則（?。? A．光屏上仍能成一個倒立、放大的像 B．光屏上仍能成一個倒立、縮小的像 C．透過透鏡可以觀察到一個正立、放大的像 D．光屏上的像

10、不清晰，需調(diào)節(jié)光屏的位置才能成像 5．在探究“凸透鏡成像”的實驗中，王明同學按計劃將蠟燭依次置于圖4中的a．b．c．d．e五點進行探究，在蠟燭置于 點時，光屏上能得到清晰放大的像，在將蠟燭置于 點時，光屏上能得到清晰倒立．縮小的像，在將蠟燭置于 點時，燭焰不能通過透鏡成像，在將蠟燭置于 點時，觀察到的像最大．在將蠟燭置于 點時光屏上能成倒立等大像． 圖4 我會總結(jié)： 我能遷移 1．第29屆奧運會于2008年8月8日在北京舉辦．本次奧運會安全保衛(wèi)工作中采用人臉識別系統(tǒng)（如圖5所示），識別系統(tǒng)的攝像機可以自動將鏡頭前1m處的人臉拍攝成數(shù)碼照片

11、傳遞給計算機識別．此系統(tǒng)的攝像機的鏡頭相當于哪種透鏡嗎？ 圖5 2．小紅在家中用紙屏、盛水的圓形魚缸、點燃的蠟燭組成了—個實驗裝置，如圖6所示．盛水的圓形魚缸相當于—個___________鏡，調(diào)節(jié)紙屏至圖示的位置時，她在紙屏上看到了一個清晰、倒立、___________（填“放大、縮小、等大”）的燭燃焰的像． 圖6 圖7 3．如圖7所示是探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗裝置，將點燃的蠟燭放在離透鏡較遠處，移動光屏使燭焰在屏上成—縮小實像，然后只將蠟燭向透鏡逐漸移近，那么（ ） A．光屏上出現(xiàn)等大的實像 B．光屏上出現(xiàn)放大的實像 C．光屏上出現(xiàn)縮小的實像 D．透過凸透

12、鏡可能會看到放大的像 創(chuàng)設情景 教師引導學生手拿凸透鏡并伸直手臂，從透鏡中觀察窗外的景物，再通過凸透鏡看看近處的人和物，然后把凸透鏡貼近課本，觀察書上的字。有什么發(fā)現(xiàn)？ 自主學習 出示導學提綱， 指導學生自主學習。 合作共建 一：制定計劃與設計實驗 問題一：猜想：凸透鏡能成什么性質(zhì)的像？ 1．教師引導學生手拿凸透鏡并伸直手臂，從透鏡中觀察窗外的景物，再通過凸透鏡看看近處的人和物，然后把凸透鏡貼近課本，觀察書上的字。有什么發(fā)現(xiàn)？ 2．引導學生根據(jù)剛才的發(fā)現(xiàn)并結(jié)合自己的生活經(jīng)驗猜想凸透鏡能成什么性質(zhì)的像？ 小結(jié)：凸透鏡既能成縮小的像又能成放大的像，既能成倒立的像又能成

13、正立的像等各種性質(zhì)的像。 問題二：凸透鏡成像的情況與什么因素有關？ 教師引導學生重做剛才的實驗即：手拿凸透鏡并伸直手臂，從透鏡中觀察窗外的景物，再通過凸透鏡看看近處的人和物，然后把凸透鏡貼近課本，觀察書上的字。引導學生分析凸透鏡成像的情況與什么因素有關？ 小結(jié)：凸透鏡成像的情況可能與物體到凸透鏡的距離的大小有關。 問題三：什么是物距、像距？ 定義： 物距：物體到凸透鏡的距離，叫物距，用u表示。 像距：像到凸透鏡的距離叫像距，用v 表示。 問題4：實像與虛像的區(qū)別？ 教師引導學生分析小孔所成的像與平面鏡所成的像有什么區(qū)別？ 小結(jié)：實像是由光實際會聚成的，可以用光屏承接

14、；虛像是光的反向延長線的焦點“像”的位置并沒有光，不能用光屏承接。 二：進行實驗與收集證據(jù) 問題一：如何安裝和調(diào)整儀器？ 1．演示：把實驗器材按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置在光具座上。 2．點燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使燭焰、凸透鏡的中心及光屏的中心在同一條直線上。（目的是保證像能成在光屏的中心） 問題二：如何找到“清晰”的像？ 教師演示并讓學生明確：只有慢慢地來回移動光屏，通過多次比較才能找到“清晰”的像。引導學生練習找“像”的方法。 問題三：如何確定物距和像距？ 引導學生根據(jù)光具座上的刻度讀出物距和像距。物距的大小可以按照下列順序進行設計（f=10cm）

15、：35cm、25cm、20cm、17cm、14cm、10cm、7cm、4cm。 問題四：如何觀察凸透鏡所成的虛像？教師先提示學生虛像能否用光屏承接，然后引導學生模仿“放大鏡的使用方法”來觀察燭焰通過凸透鏡所成的虛像 小結(jié)：當燭焰在焦點以內(nèi)時，通過凸透鏡看后面的燭焰，就會看到正立、放大的虛像。 問題五：可以補充的兩個小實驗 實驗1．燭焰通過凸透鏡后恰好在另一側(cè)的光屏上得到一個倒立的放大的像，保持凸透鏡位置不變，把燭焰和光屏的位置對調(diào)一下，光屏上是否會有清晰的像？如果有，會是什么性質(zhì)的像？ 結(jié)論：把燭焰和光屏的位置對調(diào)后，光屏上會有一個清晰的倒立、縮小的實像。 實驗2．用不透明的物體擋

16、住凸透鏡的一部分，觀察光屏上的像有什么變化？ 結(jié)論：像的大小、形狀都不變，但是像的亮度變暗。 三：分析與論證 問題一．凸透鏡成像的兩個分界點是什么？ 引導學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)找出凸透鏡成實像與虛像的分界點、放大實像與縮小實像的分界點。 小結(jié)：凸透鏡的焦點處是成實像與虛像的分界點。燭焰在焦點以外時成實像，燭焰在焦點以內(nèi)時成虛像，燭焰在焦點處時不成像。 凸透鏡的二倍焦距處是成放大實像與縮小實像的分界點。燭焰在二倍焦距以外時成縮小的實像，燭焰在二倍焦距以內(nèi)時成放大的實像，燭焰在二倍焦距處時成等大的實像。 問題二．凸透鏡成實像時，有什么變化規(guī)律？引導學生根據(jù)前五次實驗數(shù)據(jù)分析其變化

17、規(guī)律。 小結(jié)：凸透鏡成實像的規(guī)律可以用下列七個字來總結(jié)：“物近像遠像變大”即物體距凸透鏡越近，像距凸透鏡就越遠，同時像越來越大。 知識應用 出示題目，學生討論、交流，尋找方法。 1．教師講解時要滲透“逆向向維”的思想。利用光的可逆性分析：燭焰通過凸透鏡后恰好在另一側(cè)的光屏上得到一個倒立的放大的像，若保持凸透鏡位置不變，把燭焰和光屏的位置對調(diào)，此時光屏上會有一個清晰的倒立、縮小的實像。 2．交流與評估時，注意引導學生重點討論以下幾個問題：如何提出問題、如何設計實驗、如何分析實驗數(shù)據(jù)等。 診斷評價 出示評價試題，學生獨立完成，同時根據(jù)反饋的情況進行補償。 教學反思

18、 答案： 我會自學 1．物距 u 像距 v 2．本題為開放性習題，重在培養(yǎng)學生的猜想能力（只要猜想內(nèi)容合理即可） 我能參與 1．用同一個凸透鏡觀察遠近不同的物體時，看到的像是不一樣的，由此推理影響凸透鏡成像情況的主要因素可能是物體到凸透鏡的距離。 2．C 點撥：該實驗的主要目的就是研究凸透鏡成像的性質(zhì)與物距的關系． 3．凸透鏡 光屏 4．蠟燭 光屏 同一高度 使燭焰的像能成在光屏上 5．C 6．C 7．成像情況如下： 物距 u 像距 v 像的性質(zhì) 像與物在凸透 鏡同側(cè)或異側(cè) 倒立正立 放大縮小 虛像實像 u>

19、2f f2f 倒立 放大 實 同 u＝f 不 成 像 u

20、． 例2．（1）縮小 光屏上的像清晰 （2）容易比較像與物體的大小關系 （3）> 我會解決 1．二倍焦距 焦點 2． B 點撥：能用光屏承接的像一定是實像，所以此時蠟燭的像是倒立、放大的實像，因此蠟燭應位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間． 3．A 4．B 5．c a d e b 我能遷移 1．相當于凸透鏡，它利用了凸透鏡成像的原理． 2．凸透 縮小 點撥：由圖示可以看出蠟燭到魚缸的距離遠大于紙屏到魚缸的距離即物距遠大于像距，所以物距應大于2倍焦距，像距應介于1倍與2倍焦距之間；因此她在紙屏上看到的是倒立、縮小的實像． 3．D 點撥：將蠟燭向透鏡逐漸移近時，要想在光屏上得到清晰的像，就必須移動光屏的位置；所以只移動蠟燭時，在光屏上無法得到清晰的實像；故ABC均不正確．當蠟燭移至焦點以內(nèi)時，通過凸透鏡可以看到正立、放大的虛像．故應選D．