5.3 凸透镜成像的规律（导学案）-【上好课】八年级物理上册同步备课系列（人教版）

5.3 凸透镜成像的规律 （导学案） 【学习目标】 1. 通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。 2. 经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。 3. 通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。 【学习重点】 理解凸透镜的成像规律。 【学习难点】探究凸透镜成像的规律的过程。 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中用到的器材有：蜡烛、 、光屏和光具座，分别把上述物体安装在光具座上，调整它们的高度，使得烛焰、凸透镜和光屏的中心在 ，目的是使像成在光屏的 。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的 (选填“虚”或“实”)像。 2． 完成下表的填写：（焦距、物距、像距分别用f、u、v表示） 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用 u>2f u＝2f f<u<2f u＝f u<f 【合作探究】 一、探究凸透镜成像的规律 【提出问题】凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？ 【猜想假设】 ①可能与物体到透镜的 有关。 支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。 ②可能与凸透镜的 有关。 支持事例：同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。 ③像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。 支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的 侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的 侧。 【设计实验】 （1）相关概念 ①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为 cm； ②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为 cm； ③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。 （2）我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况。由于凸透镜对光的偏折程度跟凸透镜的焦距f有关系，所以研究物距u的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。我们可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况。 （3）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、火柴、光具座。 （4）数据记录表格（见下）。 【进行实验与收集证据】 （1）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。 （2）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在 。目的是为了使烛焰的像成在光屏的 。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。 （3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。 （4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ，记录在表格中。 （5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处） ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。 （6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。 （7）数据记录汇总 像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm实验 次数 物距 u/cm 物距与焦距 的关系 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15 2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20 3 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像 5 6 u <f 正立 放大 虚像 —— 【分析与论证】 分析上表记录，找出凸透镜成像的规律。 （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：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？ （4）物距、像距与像的大小关系：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）像和像距随物距的变化规律：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？ 【探究结论】 （1） 是成实像和虚像的