凸透镜成像规律教案

5.3《探究凸透镜成像的规律》教案

一、教学目标：

1.知道物距与像距的意义。

2.知道物距、焦距和像距之间的关系。

3.探究并理解凸透镜成像的规律。

4.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

2.过程与方法

（1）能在探究活动中，初步获得猜想与假设的能力。

（2）通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

（3）学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

3.情感态度与价值观

（1）培养学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。

（2）乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。

二、教学重点：

凸透镜成像规律的探究过程。

三、教学难点：

如何引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。

四、教学准备：

多媒体、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。

五、教学过程：

（一）引入新课

师：我们已经学习了《生活中的透镜》这一节，请同学们回忆一下，凸透镜在生活中有哪些应用？生：有照相机、投影仪、放大镜等。

师：我手里有个照相机，会使用照相机的同学请举手！请你给一位同学先拍一张全身像、再拍一张较大的半身像。其他同学观察照相机和被照同学的距离有没有变化。

师：这两张照片的大小不同，可能是因为刚才拍照时什么发生了改变引起的？

生：被照的同学和照相机之间的距离发生了变化。

师：我们再做两个实验：请同学们拿起自己手中较大的凸透镜，先靠近课本看书上的字，再伸直手臂看大屏幕，观察两次成像情况。

（学生实验后，请一位同学说出这两次观察到的现象有什么不同。）

师：刚才实验时凸透镜两次成像不同，可能是由于什么条件不同造成的？

生：物体到凸透镜的距离不同。

（二）进行新课

师：物体到凸透镜的距离叫“物距”，像到凸透镜的距离叫“像距”。

板书：【提出问题】凸透镜所成像的大小、虚实、正倒可能跟什么因素有关？

生：可能跟物距有关。

生：可能跟凸透镜的焦距有关。

板书：【猜想】①可能跟物距有关；

②可能跟凸透镜的焦距有关。

师：同学们的猜想都非常好，我们今天用实验只研究一下凸透镜所成的像跟物距的关系。

板书：【设计实验】

师：我们现在要用实验研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要哪些器材？

生：需要凸透镜、蜡烛、光屏、刻度尺；

师：实验时你要刻度尺测量什么？

生：测量物距、像距。

师：还要观察什么？

生：观察像的大小、虚实、正倒。

师：要研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要控制什么因素不变？改变什么？生：控制凸透镜的焦距不变，改变物距的大小。

师：下面请各小组同学之间相互讨论一下，你们小组准备设计一个怎样的实验方案来探究？

（学生讨论，请一位代表回答。）

师：同学们设计的方案非常好！注意，实验时要想在光屏中央得实像，应将烛焰、凸透镜、光屏的中心放在同一条直线上；要先确定物距，再来回移动光屏进行观察，至光屏上获得清晰的像为止。师：请各小组成员共同设计一个实验记录表格。

（学生讨论、设计实验表格，并投影展示，教师指导学生修改、补充。)

凸透镜焦距f=10㎝（A组）

凸透镜焦距f=5㎝（B组）

实验次数物距与焦距

的关系

物距u/cm

像的性质

像距v/cm

虚实大小正倒

1 U﹥2f 30（25）

2 U=2f 20

3 f﹤u﹤2f 18（15）

4 u=f 10

5 u﹤f 8（5）

师：这个实验探究的目的是：凸透镜所成的像跟物距大小的关系。各小组的组长负责分工：选两位同学进行实验操作；选一位同学填写实验表格（先将“物距”这一列按从大到小的顺序设计好具体数值，再根据观察到的现象进行记录）；同时所有同学观察实验现象，并分析成像规律。

（学生根据实验表格依次完成5次实验，教师巡回指导。）

（学生展示实验结果，并根据实验结果，分析、讨论凸透镜所成的像跟物距的关系。）

板书：【分析和结论】：

凸透镜成像的规律：

①、像的大小：

当u＞2f 时，成倒立、缩小的实像；

当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像；

当u=2f时，成倒立、等大的实像。

②、像的虚实：

当u＞f 时，成实像；

当u＜f 时，成虚像；

当u=f 时，不成像。

③、凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。

④、凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。

师：你的猜想正确吗？

生：正确。（教师展示凸透镜成像现象。）

（三）巩固练习：

一、基础题——初显身手

1.张晨在做研究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d 四点,并分别调整光屏的位置。实验后,他归纳出以下说法，其中错误的是（）

A.烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小

B.烛焰位于b点时，成放大的实像

C.烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大

D.烛焰位于d点时，成放大的虚像

2、用凸透镜正对着太阳，发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点，那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时，光屏上得到的像是（）

A、正立放大的像

B、正立缩小的像

C、倒立缩小的像

D、倒立放大的像

3、物体放在离凸透镜20cm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、30cm

B、15cm

C、10cm

D、5cm

4.一个焦距为10 cm的凸透镜，当物体从离透镜30cm处逐渐移到离透镜20cm处的过程中，像与像距的变化为（）

A.像逐渐变小，像距逐渐变小

B.像逐渐增大，像距逐渐增大

C.像先小后大，像距逐渐增大

D.像逐渐增大，像距逐渐变小

二、能力题——挑战自我

5、物体从距凸透镜12 cm移到距凸透镜18 cm的过程中,调整光屏的位置,总能在光屏上得到倒立、放大的像,此凸透镜的焦距可能是( )

A、6 cm

B、10 cm

C、16 cm

D、20 cm

三、拓展题——勇攀高峰

6．小聪利用家里的放大镜、蜡烛、火柴、光屏(白纸板)，做探究凸透镜成像规律的实验．

(1)在实验前，他把凸透镜正对太阳光，移动凸透镜，在地面上得到一个最小最亮的光斑，测得光斑到透镜中心的距离是15cm，则此凸透镜的焦距约是______cm。

(2)还需要添加的实验器材是_______。

(3)实验时，小聪先在桌面上画一条直线，并从左至右依次放置蜡烛、_______和_______,再调整它们的高度，使它们的中心和烛焰的中心大致在__________________。

(4)当烛焰离透镜35cm时，光屏应在透镜的另一侧距透镜_______范围内移动，在光屏上会呈现一个清晰的_______、_______的_______像。

(5)当烛焰移至距凸透镜20cm处时，在透镜的另一侧移动光屏到某一位置，在光屏上会呈现一个清晰的_______、_____的____像。

(6) 当烛焰移至距凸透镜10 cm时，无论怎样移动光屏，光屏上 ___ (选填“会”或“不会”)呈现烛焰的像，这时应该移去______，透过_______向蜡烛观察，就能看到一个清晰的______、______的_____像．

（四）归纳小结：

请同学们谈谈这节课你有哪些收获？

（五）布置作业：

课后练习题（全部）