人教版初二物理上册第五章第三节

第3节凸透镜成像的规律整体设计本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律。

使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。

同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力，以及培养了对科学的求知欲，乐于探究的科学态度。

由学生自主探究得到的凸透镜成像规律，而教材从提出问题开始就把主动权交给学生，由学生自主探究自己感兴趣的问题。

为了降低学生理解凸透镜成像规律的难度，把另一个难点实像和虚像放到了探究实验之后，再让学生运用所学知识，分析生活中的透镜的成像原理。

教材这样处理，又体现了课标从生活走向物理，从物理走向社会的思想。

这一节的内容是本章的核心知识，承上启下。

一个透镜，由于物距的变化原因，能形成不同性质的像，学生不容易想到。

但凸透镜在照相机、投影仪、放大镜中的应用及成像特点，学生已有认识，这有利于教学。

由于产生的原因不清楚，需要老师指导。

三维目标新I课I标I第I 一I网知识与技能1 .知道实像和虚像的概念。

2. 知道物距与像距的意义。

3•理解凸透镜成像的规律。

过程与方法1•通过观察与实验收集凸透镜成像规律有关数据。

2•学会对数据进行分析与论证，最后得出结论。

3. 培养学生从物理现象中归纳出物理规律的能力。

情感、态度与价值观1. 培养学生交流合作，评价探究结果的初步能力。

2. 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，勇于探究日常用品中的物理学原理。

3. 乐于参与观察，实验，制作的科学实践。

教学重点1•知道凸透镜的成像规律。

2•培养学生的科学探究能力。

教学难点1. 根据实验数据，分析归纳凸透镜成像的规律。

2•实像与虚像的区别。

教学方法J * 丿」[厶来源:Z*xx*]探究法、讨论法、实验法、观察法。

课时安排1课时教学准备光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜、凸透镜成像原理的课件。

教学过程力越强。

问题2:平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过凸透镜焦点的 入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过光心的呢？光点: 的像H —物距（誌）—+—像距（M-H说明：运用多媒体技术制作动画， 上述光路图中的内容根据提问次序及讲解过程逐个添 加展不"。

问题3:考察光路图你有什么发现？点评：同一个发光点发出的不同方向的光经凸透镜折射后相交于同一点。

问题4:若在该点所在位置放一个光屏，光屏上就会出现一个亮点吗？为什么？ 点评：会，因为确实有光射到这一点。

这就是发光点的像。

展示课题导入新课。

情景导入情景一：玩小水珠。

把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠， 观察小水珠下面的字。

揭秘“小水珠”并进行设问：问题：你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？ 情景二：演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板 （墙壁）上。

让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像？ 问题：如何区别像的正立、倒立？什么情况像明亮、清晰？ 问题：怎样区别实像和虚像？像与原物相比有什么特点？ 问题：像的放大、缩小是什么意思？ 点评：实像是由实际光线会聚而成的像， 能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。

像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。

“放大”“缩小”指像与物比较的结果。

“变大”“变小”指像本身的变化情况。

问题：什么是物距、像距？点评：灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。

问题引导：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么 呢？能猜想一下吗？ xKb1.C om凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规 律。

设计意图：贴近学生的心理需求及生活实际提出问题， 激起学生的探究欲。

让学生从生活走向物理。

活动引入活动1：感受像的多样性说明：回顾与再现 ——播放多媒体，动画辅助 1 •小孔成像情景2•平面镜成像情景3•通过凸透镜观察邮票的情景 说明：展示与引入 一一实物直观1 •照相机一一胶卷底片上的像2•投影仪一一屏幕上的像 活动2:感知凸透镜成像 说明：实践与体验——自主活动x §k§“导入新课 问题导入X|k I BI 1 . c O Im问题1:凸透镜的光学性质是什么？如图的光路（视频展示），对你有何启示?点评：会聚光线。

不同的凸透镜会聚光的能力不一样，透镜焦距越短, 表示它的折光能1 •在光屏上寻找清晰的像2 •描述你所观察到的像3•教师根据巡视中发现的典型问题作点评指导。

例如：像不能呈现在光屏中央，须强调实验前调节的必要性及调节的方法。

活动3:关注凸透镜成像1 •每个实验小组，分别在光屏上寻找放大和缩小的清晰像，并关注蜡烛、光屏到透镜的距离。

2•请大家议一议：成放大或缩小的像可能与哪些因素有关? 推进新课、基本概念上呈现的像是虚像。

说明：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。

使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。

调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。

固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。

问题：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质（放大、缩小，倒立、正立，虚、实）强调注意事项及实验步骤：a. 将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度b. 将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置，点燃蜡烛c. 移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止d. 记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正e. 将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到烛焰的像f .继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的？进行实验与收集证据：探究一：在光屏上找到物体完整清晰的实像。

教师巡回指导：引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。

1.2.3.4.5.6.7.8.光心主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用通常位于透镜的几何中心，用“凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用光心焦占八'、八、、焦距物距像距实像虚像O”表示。

f表示。

u表示。

v表示。

F表示。

焦点到光心的距离叫做焦距，用物体到凸透镜的距离叫做物距，用像到凸透镜的距离叫做像距，用由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现的像是实像。

新*课标•第* 一*网不是由实际光线会聚而成，而是由光线的反向延长线相交而成，不能在光屏_、实验探究新-课-标-第-一-网器材：光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。

①物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；②光屏上的像最亮最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。

学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。

探究二：探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。

记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。

1.当u >2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f v v v 2f。

3.当f v u v 2f时，成倒立、放大的实像，此时，v> 2f。

4.当u = f时，不成像。

此点为成像虚实的分界点。

5.当u v f时，成正立、放大的虚像。

说明：教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行时可向教师要卡片，按提示继续实验。

X| k |B| 1 . c|O |m根据成像的情况，对数据进行分类、像的正倒二、像的大小三、像的虚实问题思考：1 •像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像，什么条件下成虚像？2•像的大小：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？有没有缩小的虚像？3.像的倒正：凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？成实像时，物像在透镜的什么位置？虚像呢？4•像的放大与缩小的条件：凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？5. 像的大小变化：当物体成实像时，物体逐渐靠近透镜时，像距是变大了还是变小了？像是变大了还是变小了？当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像是变大了还是变小了？6. 实像和虚像有什么不同？学生交流讨论：1. 焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。

即一倍焦距内外分虚实。

2. 二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。

物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。

二倍焦距内外分大小。

3. 实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。

4. u>v，像是缩小的，u v v,像是放大的。

5. 成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。

即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。

成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。

即成虚像时，物近像小，物远像大。

物体越靠近焦点像越大。

新课标第一网6. 实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光线的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。

实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。

归纳小结：倒立、缩小的像u> 2f倒立、放大的像2f > u > f正立、放大的像u v f实像u > f;虚像u v f实像时，物距小，像距大，像也大。

同步训练1. 凸透镜所成实像- 1定是（）。

A .像比物大B .像比物小C.像与物位于凸透镜两侧 D .像总是正立的答案：C2. 凸透镜前25 cm处的物体沿主轴靠近透镜时，其所成的倒立、放大的实像将（）。

A .由实变虚B .由虚变实C.由大变小 D .不发生变化答案：A3. 在研究凸透镜成像的实验中，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能形成烛焰的像，其原因可能是（）。

A .蜡烛放在了凸透镜的二倍焦距以外B .蜡烛放在了凸透镜的二倍焦距处C.蜡烛放在了凸透镜的焦距以外 D .蜡烛放在了凸透镜的焦距以内答案：D4. 有四种不同焦距的凸透镜，如果要使在距凸透镜15 cm的物体在光屏上得到放大的像，那么凸透镜的焦距应为（）。

A . 5 cm B. 10 cmC. 15 cmD. 30 cm答案：B5. 若一物体从距凸透镜3倍焦距的地方，沿主光轴移到1.5 cm焦距的地方，则（）。

A .像距变小，像变小B .像距不变，像不变C.像距变大，像变大 D .像距变大，像不变答案：C6. —滴水在水平放着的塑料贺卡的字上，人看到水滴下面的字是（）。

A •等大的实像B •等大的虚像C.缩小的实像 D •放大的虚像答案：D7•关于凸透镜成像，下列说法正确的是（）。