《5.3探究凸透镜成像的规律》(导学案)

八年级物理第五章 透镜及其应用
第三节 凸透镜成像的规律（导学案）
励志名言
The gull sees farthest who flies highest ．
——Richard Bavh·Jonathan
飞得最高的海燕看得最远。

——理察·巴哈
一、学习目标导引：
1．通过实验经历探究凸透镜成像过程，找出并理解成像规律，并熟练掌握凸透镜成像规律； 2．弄懂凸透镜物距的变化引起像距和像的大小的变化规律； 3．了解凸透镜成像规律的相关应用。

二、学习探究
1、通过实验经历探究凸透镜成像规律的过程。

学习活动：
提供器材：分给学生一些不同焦距的凸透镜。

让学生通过手里不同的凸透镜后观察自己的物理课本封面上的“物理”二字，汇报各自看到的现象。

由此引起学生的惊奇和疑问：同一个凸透镜，当“物理”与之距离不一样的时候，为什么看同样的“物理”，有大有小、有正有倒？（让透镜向书本由近及远移动，所看到的像是否相同？），通过不同的凸透镜所成的像也有所不同。

猜想：像的虚实、大小、倒正跟物体离凸透镜的__________有什么关系，还可能跟凸透镜的__________有什么关系呢？
探究过程：
（一）提出问题：凸透镜成像的大小、倒正、虚实是由什么决定的，有什么规律呢？ （二）器材：光具座、K 灯、凸透镜(f=10cm )、光屏 （三）知识准备：
1、物距：蜡烛到凸透镜之间的距离。

用u 表示。

2、像距：光屏上的成像到凸透镜之间的距离。

用v 表示。

3、特别提示：光屏上得到最清晰的像时，测像距才是准确的 （四）实验步骤：比一比，看谁的组做得又快又好！
．．．．。

（拧紧下方的螺母） K c 、将K d 、调节三者高度，使蜡烛K ．灯．中心、凸透镜的中心、光屏的中心．．．．．．．．．．．．．．．在同一水平高度．．．．．．。

同一水平高度
目的：使像成在光屏的中央
如上图：
1、将K 灯向左移动到光具座上标有10cm 的地方，固定下来。

2、此时，u= cm ，u 2f 。

（20cm ）(填大于或小于) ，而后左右移动光屏，．．．．．
当光屏上成一个清晰的像时停止移动，将观察到的现象和相关数据填入到表格对应位置。

如上图：
3、 将K 灯向右移动到光具座上标有25cm 的地方，固定下来。

4、此时， u= cm ，u 2f 。

（20cm ）(填大于或小于) ， 然后移动光屏，．．．．．当光屏上成一个清晰的像时停止移动，将观察到的现象和相关数据填入到表格对应位置。

如上图：
5、将K 灯再向右移动，在光具座上标有20cm 的地方，固定下来。

6、此时， u= cm ，u 2f 。

（20cm ）(填大于、小于或等于) ， 而后移动光屏，．．．．．
当光屏上成一个清晰的像时停止移动，将观察到的现象和相关数据填入到表格对应位置。

u v
u
v
u
v
17cm u v
如上图：
7、将K 灯再向右移动，在光具座上标有17cm 的地方，固定下来。

8、此时， u= cm ， f u 2f 。

(填<、=或>) ， 而后移动光屏，．．．．．
当光屏上成一个清晰的像时停止移动，将观察到的现象和相关数据填入到表格对应位置。

如上图：
9、将K 灯向右移动，在光具座上标有15cm 的地方，固定下来。

10、此时， u= cm f u 2f 。

(填大于、小于或等于) ， 而后移动光屏，．．．．．当光屏上成一个清晰的像时停止移动，将观察到的现象和相关数据填入到表格对应位置。

如上图：
11、此时再将K 灯向右移动一些，在光具座上标有10cm
的地方，固定下来。

12、此时u=
cm ，u
f 。

(填大于、小于或等于) ，移动光屏，观察光屏上还能成像
吗？ _______________（填能或不能）。

如上图：
13、将K 7cm 的地方，固定下来。

14、此时u= cm ) ，移动光屏，观察光屏上还能成像
吗？ _______________（填能或不能）。

15、让你的眼睛在光屏的这一侧，透过凸透镜观察K 灯，能看到一个正立、放大的K 灯像吗？_________（填能或不能），将你的观察结果填写在表格的相应位置。

u v
u
u
u
如上图：
16、将K 灯再向右移动一些，在光具座上标有5cm 的地方，固定下来。

17、此时u= cm ，u f 。

(填大于、小于或等于) ，移动光屏，观察光屏上还能成像
吗？_______________（填能或不能）。

18、让你的眼睛在光屏的这一侧，透过凸透镜观察蜡烛，能看到一个正立、放大的K 灯像吗？
_________（填能或不能），与上一步相比，像变_____了些。

（填大或小）将你的观
察结果填写在表格的相应位置。

哈哈，实验表格终于填写完了。

如果老师没有让你停止实验，继续探究吧！加油！后面更精彩哟！
K 灯移动到标尺上标有15cm 的地方，移动光屏，使光屏上成一个清晰的像。

（2）用自己的手指将凸透镜挡住一部分，观察光屏上的像有没有缺损，亮度有没有变化。

________________________
（3）将K 灯取下，使K 灯的位置稍微上下移动一下，观察光屏上的像的位置有什么对应的变
化？___________________________________________
（4）将K 灯和光屏取下来，互换位置，观察光屏上能成什么样的像，与刚才有区别吗？ 。

凸透镜成像的规律： f=____cm (光的折射)
2、请根据上图数据，按照比例描画出像的位置和大小：
u v
f
f
2f
2f
3、思考与总结：
1、凸透镜成像的大小、倒正、虚实变化是由物距大小决定的吗？
2、要想让凸透镜成实像，物距必须满足什么条件？
3、在成实像的前提下，当物距逐渐减小时，像距会怎样变化？像的大小又会怎样变化？
4、在成实像的前提下，当物距逐渐增大时，像距会怎样变化？像的大小又会怎样变化？
5、要想成缩小的实像，物距必须满足什么条件？像距又在什么范围呢？
6、要想成放大的实像，物距必须满足什么条件？像距又在什么范围呢？
7、要想让凸透镜成虚像，物距必须满足什么条件？
f f f
f
f
f
f
f
f
f
f
2f 2f
2f
2f
2f
2f
2f
2f
2f 2f
8、成虚像时，物距减小，像的大小怎么变？
9、观察凸透镜成像规律，能否发现两个特殊的点？
4、学以致用
在日常生活中，凸透镜得到了广泛的应用，如照相机、投影仪、放大镜等，他们的镜头都是凸透镜，只不过成像的性质不同。

除此之外，透镜在工业、医学、军事的等领域的应用相当广泛，我们只有了解和掌握透镜的基本知识，将来才能进一步研究其他特性，更好的为人类服务。

三、当堂作业：
1．完成下列光路图，
绘出蜡烛像的位置及大小。

2．下列关于凸透镜成像特点的说法中，错误
的是（）
A．实像都是倒立的，虚像都是正立的
B．缩小的都是实像，放大的都是虚像
C．缩小的像都是倒立的，放大的像可能是正立的，也可能是倒立的
D．实像和物体分别在凸透镜的两侧，虚像和物体在凸透镜的同一侧
3．把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜20cm处得到一个最小最亮的光斑，若将一个物体放在此透镜前30cm处，可在凸透镜的另一侧得到一个（）
A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像
C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的实像
4．在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的( )
5．小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的做法是（）Ａ．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些
Ｂ．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些
Ｃ．放大镜和手指不动，让眼离放大镜稍远些
Ｄ．放大镜和手指不动，让眼离放大镜稍近些
6．蜡烛从到凸透镜距离为3f的地方移到距离凸透镜为1.5f的地方，凸透镜所成的像（）Ａ．始终是放大的Ｂ．始终是缩小的Ｃ．逐渐变大Ｄ．逐渐变小
四、课后作业：
1. 课本第99页，第1、2、4、5、6题。

2. 思考：鱼缸中的小金鱼看起来为什么变大了呢？
3. 课后探究：物距相同时，焦距不同，凸透镜成像
有何不同？
设计说明：
本节教学一直是初中物理实验教学中的一个难点，难在
以下方面：
1、实验的步骤多，观察的内容多，需要强调注意的问
题多，老师用于组织教学的工作量很大，实验过程往往嘈杂而混乱，搞了半天，很多学生甚至不知道在干什么？
2、因为需要注意的地方太多，在嘈杂的实验环境中，老师要不断叫停实验，大声叫喊实验的注意事项，纠正操作错误，效果很不理想。

3、很多老师在实验过程中，只让学生找了三个特殊的物距点来研究，就得到凸透镜成像的规律，忽略了很多中间过程，导致规律的得出非常的生硬。

4、实验结束后，学生对规律的理解是迷糊的。

对规律的记忆往往是死记硬背的。

5、虽然规律记住了，但学生没有在实验中看到凸透镜成像大小的渐变过程，所以碰到一些稍难的题目，就不会分析了。

6、对于成像的“放大”和“变大”理解不清，影响了对规律的总结和理解
针对上述问题，我设计了这个导学案，力求解决上述问题。

首先让学生观察生活中凸透镜成像的实例对比，猜想影响凸透镜成像大小、虚实的可能原因，从而产生实验探究的内在动机。

整个实验过程的操作步骤，需要观察记录的现象和内容及实验中的注意事项都有现成的文字和图像的结合来导引，使得整个实验目的明确，过程清楚、明了。

学案中不仅设计了实验数据的记录表格，还增添设计了更形象化的比例图像记录方式，在此基础上再让学生分析总结成像规律，就降低了教学难度，不存在规律强加的嫌疑。

这一过程也培养锻炼了学生分析数据，找寻规律的能力。

设计了根据已学过的凸透镜对光的折射规律，通过光学作图来确定成像位置和大小的课堂练习，以加深对凸透镜成像规律的理解。

对学有余力的同学，增设了新的探究项目，更能激发优
秀学生的学习热情。

整个实验教学过程很好地体现了以学定教、自主合作的
教学理念。

小组同学一起观察下面三幅图片，交流，讨论：照相机、投影仪、放大镜都是利用凸透镜来成像的，为什么成像差别那么大呢？
猜想：像的虚实、大小、倒正跟物体离凸透镜的__________有什么关系呢。