5.3 凸透镜成像的规律-2024-2025学年人教版八年级物理上册

第3节　凸透镜成像的规律 1．物理观念： (1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据，归纳出结论。 2．科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3．科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。 4．科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。 教学重点：凸透镜成像的规律。 教学难点：设计凸透镜成像实验。 凸透镜、F光源、光屏、光具座。 复习提问 1.照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？ 2．它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？ 分析：照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜在生活中的应用，但在使用时条件不同，使得成像结果不同：照相机是拍摄远处物体，使远处物体成缩小的像在胶片上；投影仪是将物体放得较近，而在较远处的屏幕上成较大的像；放大镜是将物体放得最近，它可以成比物体更大的像。可见，凸透镜所成像的正倒、大小、虚实跟物体到凸透镜的距离有关系。 认识物距(u)和像距(v)： 物距(u)：物体到凸透镜的距离。 像距(v)：像到凸透镜的距离。 凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？ 聆听学生的猜想，对学生的猜想作出评价。 实验 探究凸透镜成像的规律 器材：光具座、F光源、凸透镜、光屏。 说明：摆放顺序可以从左到右依次为F光源、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为F光源、凸透镜、光屏。使F光源、凸透镜、光屏放在同一直线上。调整它们的高度，使F光源、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。固定凸透镜，移动F光源和光屏进行观察实验；固定F光源，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，F光源和光屏在凸透镜的两侧，使F光源、透镜、光屏的中心在同一高度； b．将F光源放在离凸透镜的距离尽量远的位置，打开光源； c．移动光屏，直到光屏上出现清晰的F光源的像为止； d．记录下F光源到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的虚实、大小和正倒； e．将F光源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F光源的像； f．继续把F光源向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的。 进行实验与收集数据： 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。 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＜2f。 2．当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时，v＝2f。此点为成实像大小的分界点。 3．当f＜u＜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＜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实验时可向教师要卡片，按提示继续实验。 实验表格 物距与焦距的关系 物距/cm 成像性质 像距/cm u＞2f u＝2f 2f＞u＞f u＝f u＜f 　分析论证：根据成像的情况，对数据进行分类。 1．焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，在焦点以内成虚像。即一倍焦距分虚实。 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。二倍焦距分大小。 3．实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。 4．u＞v时，像是缩小的，u＜v时，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，物近像远像变大，物远像近像变小。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。 6．实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光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。 想想议议 教材P126 在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 回答：照相机：u＞2f，2f＞v＞f；投影仪：f＜u＜2f，v＞2f。 第3节　凸透镜成像的规律 1．成像规律及应用 物距 成像性质 像距 应用 u＞2f 倒立、缩小的实像 2f＞v＞f 照相机 u＝2f 倒立、等大的实像 v＝2f 测焦距 2f＞u＞f 倒立、放大的实像 v＞2f 投影仪 u＝f 不成像 u＜f 正立、放大的虚像 与物同侧 放大镜 2.成实像时，物近像远像变大，离焦点越近像越大；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 凸透镜成像规律一向是学生学习的难点，通常在教这部分内容时，老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律，学生再来验证一遍。虽然学生在实验时都能在光屏上找到像，但只是依样画葫芦，结果有些学生对于物距、像距、焦距还是弄不清楚，对于规律也是记不牢，且容易忘。根据新教材注重探究过程，让学生在学习过程中主动获取知识，我安排了提出问题、设计实验探究、合作交流等几个过程，并在得到初步结论时，及时用作图法帮助理解记忆凸透镜成像的规律，同时与生活中照相机、投影仪等实际例子结合，利用实际知识加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。 学科网（北京）股份有限公司 $$