視頻標簽：凸透鏡成像的規(guī)律

所屬欄目：初中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版八年級上冊第五章透鏡及其應用第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律-貴港

教學設計、課堂實錄及教案：人教版八年級上冊第五章透鏡及其應用第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律-貴港市港北區(qū)第四初級中學

5.3《探究凸透鏡成像的規(guī)律》教案 
一、教學目標：  
1.知道物距與像距的意義。 
2.知道物距、焦距和像距之間的關系。 3.探究并理解凸透鏡成像的規(guī)律。 4.學習從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法。 2.過程與方法 
（1）能在探究活動中，初步獲得猜想與假設的能力。 （2）通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。 （3）學習從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法。   3.情感態(tài)度與價值觀 
（1）培養(yǎng)學生具有對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理。 （2）樂于參與觀察、實驗、制作等科學實踐活動。 
二、教學重點： 
凸透鏡成像規(guī)律的探究過程。 
三、教學難點： 
如何引導學生設計實驗，分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)，得出規(guī)律。 四、教學準備： 
多媒體、光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴。 
五、教學過程： （一）引入新課   
師：我們已經(jīng)學習了《生活中的透鏡》這一節(jié)，請同學們回憶一下，凸透鏡在生活中有哪些應用？ 生：有照相機、投影儀、放大鏡等。 
師：我手里有個照相機，會使用照相機的同學請舉手！請你給一位同學先拍一張全身像、再拍一張較大的半身像。其他同學觀察照相機和被照同學的距離有沒有變化。 師：這兩張照片的大小不同，可能是因為剛才拍照時什么發(fā)生了改變引起的？ 生：被照的同學和照相機之間的距離發(fā)生了變化。 
師：我們再做兩個實驗：請同學們拿起自己手中較大的凸透鏡，先靠近課本看書上的字，再伸直手臂看大屏幕，觀察兩次成像情況。 
（學生實驗后，請一位同學說出這兩次觀察到的現(xiàn)象有什么不同。） 師：剛才實驗時凸透鏡兩次成像不同，可能是由于什么條件不同造成的？ 生：物體到凸透鏡的距離不同。 
（二）進行新課 
師：物體到凸透鏡的距離叫“物距”，像到凸透鏡的距離叫“像距”。 板書：【提出問題】 凸透鏡所成像的大小、虛實、正倒可能跟什么因素有關？ 
 
                    
             
                    
                             2 
生：可能跟物距有關。 生：可能跟凸透鏡的焦距有關。 板書：【猜想】  ①可能跟物距有關； ②可能跟凸透鏡的焦距有關。 
師：同學們的猜想都非常好，我們今天用實驗只研究一下凸透鏡所成的像跟物距的關系。 板書：【設計實驗】 
師：我們現(xiàn)在要用實驗研究凸透鏡成像的大小、虛實、正倒跟物距的關系，需要哪些器材？ 生：需要凸透鏡、蠟燭、光屏、刻度尺； 師：實驗時你要刻度尺測量什么？ 生：測量物距、像距。 師：還要觀察什么？ 
生：觀察像的大小、虛實、正倒。 
師：要研究凸透鏡成像的大小、虛實、正倒跟物距的關系，需要控制什么因素不變？改變什么？ 生：控制凸透鏡的焦距不變，改變物距的大小。 
師：下面請各小組同學之間相互討論一下，你們小組準備設計一個怎樣的實驗方案來探究？  （學生討論，請一位代表回答。） 
師：同學們設計的方案非常好！注意，實驗時要想在光屏中央得實像，應將燭焰、凸透鏡、光屏的中心放在同一條直線上；要先確定物距，再來回移動光屏進行觀察，至光屏上獲得清晰的像為止。 師：請各小組成員共同設計一個實驗記錄表格。  
（學生討論、設計實驗表格，并投影展示，教師指導學生修改、補充。) 凸透鏡焦距f=10㎝（A組） 
 
實驗次數(shù) 
物距與焦距 
的關系 物距u/cm 
像的性質(zhì) 
像距v/cm 
虛實 
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） 
  
  
  
  
    
 
                    
             
                    
                             
3 
凸透鏡焦距f=5㎝（B組） 
 
實驗次數(shù) 
物距與焦距 
的關系 物距u/cm 
像的性質(zhì) 
像距v/cm 
虛實 
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） 
  
  
  
  
師：這個實驗探究的目的是：凸透鏡所成的像跟物距大小的關系。各小組的組長負責分工：選兩位同學進行實驗操作；選一位同學填寫實驗表格（先將“物距”這一列按從大到小的順序設計好具體數(shù)值，再根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進行記錄）；同時所有同學觀察實驗現(xiàn)象，并分析成像規(guī)律。  （學生根據(jù)實驗表格依次完成5次實驗，教師巡回指導。） 
（學生展示實驗結(jié)果，并根據(jù)實驗結(jié)果，分析、討論凸透鏡所成的像跟物距的關系。） 板書：【分析和結(jié)論】： 凸透鏡成像的規(guī)律： ①、 像的大小： 
當u＞2f 時，成倒立、縮小的實像； 當2f＞u＞f時，成倒立、放大的實像；  當u=2f 時，成倒立、等大的實像。 ②、 像的虛實： 當u＞f 時，成實像； 當u＜f 時，成虛像； 當u=f 時，不成像。 
③、凸透鏡所成的實像都是倒立的，虛像都是正立的。 ④、凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大。 師：你的猜想正確嗎？ 
生：正確。     （教師展示凸透鏡成像現(xiàn)象。） 
（三）鞏固練習： 
一、基礎題——初顯身手 
1.張晨在做研究凸透鏡成像的實驗時,保持凸透鏡位置不變,如圖所示,先后使燭焰位于a、b、c、d四點,并分別調(diào)整光屏的位置。實驗后,他歸納出以下說法，其中錯誤的是（     ）              A.燭焰位于a點時，屏上出現(xiàn)的實像最小                      B.燭焰位于b點時，成放大的實像        
 
                    
             
                    
                             4 
C.燭焰位于c點時，屏上出現(xiàn)的實像最大 D.燭焰位于d點時，成放大的虛像 
2、用凸透鏡正對著太陽，發(fā)現(xiàn)在凸透鏡的另一側(cè)10cm處的光屏上得到一個亮點，那么將點燃的蠟燭放在位于凸透鏡前15cm處時，光屏上得到的像是（ ） 
A、正立放大的像  B、正立縮小的像    C、倒立縮小的像  D、倒立放大的像 
3、物體放在離凸透鏡20cm處，無論怎樣移動光屏，光屏上始終得不到像，則該凸透鏡的焦距可能是（    ） 
A、30cm             B、15cm          C、10cm            D、5cm 
4.一個焦距為10 cm的凸透鏡，當物體從離透鏡30cm處逐漸移到離透鏡20cm處的過程中，像與像距的變化為（    ） 
A.像逐漸變小，像距逐漸變小      B.像逐漸增大，像距逐漸增大 C.像先小后大，像距逐漸增大      D.像逐漸增大，像距逐漸變小 二、能力題——挑戰(zhàn)自我 
5、物體從距凸透鏡12 cm移到距凸透鏡18 cm的過程中,調(diào)整光屏的位置,總能在光屏上得到倒立、放大的像,此凸透鏡的焦距可能是(  ) 
A、6 cm     B、10 cm          C、16 cm   
 D、20 cm 
三、拓展題——勇攀高峰 
6．小聰利用家里的放大鏡、蠟燭、火柴、光屏(白紙板)，做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗． (1)在實驗前，他把凸透鏡正對太陽光，移動凸透鏡，在地面上得到一個最小最亮的光斑，測得光斑到透鏡中心的距離是15cm，則此凸透鏡的焦距約是______cm。 (2)還需要添加的實驗器材是_______。 
(3)實驗時，小聰先在桌面上畫一條直線，并從左至右依次放置蠟燭、_______和_______,再調(diào)整它們的高度，使它們的中心和燭焰的中心大致在__________________。  
(4)當燭焰離透鏡35cm時，光屏應在透鏡的另一側(cè)距透鏡_______范圍內(nèi)移動，在光屏上會呈現(xiàn)一個清晰的_______、_______的_______像。 
(5)當燭焰移至距凸透鏡20cm處時，在透鏡的另一側(cè)移動光屏到某一位置，在光屏上會呈現(xiàn)一個清晰的_______、_____的____像。  
(6) 當燭焰移至距凸透鏡10 cm時，無論怎樣移動光屏，光屏上 ___  (選填“會”或“不會”)呈現(xiàn)燭焰的像，這時應該移去______，透過_______向蠟燭觀察，就能看到一個清晰的______、______的_____像． 
（四）歸納小結(jié)： 
請同學們談談這節(jié)課你有哪些收獲？ 
（五）布置作業(yè)：   課后練習題（全部）

5.3 凸透鏡成像的規(guī)律（導學案）
【學習目標】
1.知道物距與像距的意義。
2.知道物距、焦距和像距之間的關系。
3.探究并理解凸透鏡成像的規(guī)律。
4.學習從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法。
【復習回顧】
1、凸透鏡對光有________作用，凸透鏡又叫________透鏡．
2、凸透鏡三條特殊光線的作圖，請在右圖中畫出經(jīng)過凸透鏡后的折射光線．
3、照相機、投影儀和放大鏡分別能成什么樣的像？
【預習導學】   閱讀課本P97—98內(nèi)容，回答下列問題：[來源:學科網(wǎng)ZXXK]
1、物距是指：_____________________；像距是指___________________________。
2、根據(jù)照相機、投影儀和放大鏡成像情況可知，像的虛實、大小、正倒跟_______________有關系。
3、提出問題：像的虛實、大小、正倒跟物距有關系什么關系呢？
【合作探究】
1、小組交流討論：在設計實驗階段，小組交流如下問題[來源:Zxxk.Com]
①如何測出物距與像距，如何判斷像變大還是縮小了，如何判斷是實像還是虛像，你認為需要哪些器材探究凸透鏡成像規(guī)律？
②為了探究凸透鏡成像的規(guī)律，在實驗中應該觀察哪些現(xiàn)象和測量哪些數(shù)據(jù)？
2、設計實驗
凸透鏡在成像時與物距有關，所以研究物距變化時，可以以焦距為參照距離。
①在實驗中,如何調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏中心的高度?為什么?   ②有哪些主要的實驗步驟？
3、進行實驗與收集證據(jù)
①記下該凸透鏡的焦距為_____cm。
②根據(jù)P97—98實驗以及教材P97圖5.3—2，將蠟燭放在小組決定的位置，調(diào)整光屏位置，使蠟燭在上成清晰的實像，觀察實像的大小和正倒，測出物距與像距。并將數(shù)據(jù)填入P98表格中。
像與物距的關系            凸透鏡焦距f ＝ 10cm

實驗次數(shù)	物距與焦距 的關系	物距u/cm	像的性質(zhì)			像距v/cm
			虛實	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）

③各小組共享實驗數(shù)據(jù)，觀察這些數(shù)據(jù)中像的虛實、正倒、大小、物距和像距，總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。
4、分析與論證
①物距大于兩倍焦距時成_____________               像。②物距等于兩倍焦距時成___________像。
③物距大于一倍焦距小于兩倍焦距時成_____________    像。④物距等于一倍焦距時成__________  像。
⑤物距小于一倍焦距時成_________________            像。⑥總結(jié)上述五點可以發(fā)現(xiàn)，凸透鏡成像時，有兩個位置非常特殊，分別是________和____________。其中_______是放大實像與縮小實像的分界點，______     是實像和虛像、正立像和倒立像的分界點。⑦我們還有新的發(fā)現(xiàn)：_________________________:網(wǎng)]__________________________________________________________________________________________。
5.實驗拓展：由凸透鏡成像光路原理驗證成像規(guī)律。
6.交流與評估：
(1)實驗中,如果燭焰的像成在光屏的上端,應如何調(diào)整才能使像成在光屏的中央?
(2)在探究凸透鏡成像規(guī)律實驗中,保持燭焰、凸透鏡位置不動,無論怎樣移動光屏,光屏上也得不到像的原因是什么?
(3)做凸透鏡成像實驗時,用不透明的物體擋著透鏡的上半部或下半部,在光屏上還能承接到像嗎?為什么?
【達標測評】
一、基礎題——初顯身手
1.張晨在做研究凸透鏡成像的實驗時,保持凸透鏡位置不變,如圖所示,先后使燭焰位于a、b、c、d四點,并分別調(diào)整光屏的位置。實驗后,他歸納出以下說法，其中錯誤的是（     ）            
A.燭焰位于a點時，屏上出現(xiàn)的實像最小                    
B.燭焰位于b點時，成放大的實像      
C.燭焰位于c點時，屏上出現(xiàn)的實像最大
D.燭焰位于d點時，成放大的虛像
2、用凸透鏡正對著太陽，發(fā)現(xiàn)在凸透鏡的另一側(cè)10cm處的光屏上得到一個亮點，那么將點燃的蠟燭放在位于凸透鏡前15cm處時，光屏上得到的像是（　）
A、正立放大的像　 B、正立縮小的像    C、倒立縮小的像　 D、倒立放大的像
3、物體放在離凸透鏡20cm處，無論怎樣移動光屏，光屏上始終得不到像，則該凸透鏡的焦距可能是（    ）
A、30cm             B、15cm          C、10cm            D、5cm
4.一個焦距為10 cm的凸透鏡，當物體從離透鏡30cm處逐漸移到離透鏡20cm處的過程中，像與像距的變化為（    ）
A.像逐漸變小，像距逐漸變小      B.像逐漸增大，像距逐漸增大
C.像先小后大，像距逐漸增大      D.像逐漸增大，像距逐漸變小
二、能力題——挑戰(zhàn)自我
5、物體從距凸透鏡12 cm移到距凸透鏡18 cm的過程中,調(diào)整光屏的位置,總能在光屏上得到倒立、放大的像,此凸透鏡的焦距可能是(　　)
A、6 cm　　　　　B、10 cm          C、16 cm         D、20 cm
三、拓展題——勇攀高峰
6．小聰利用家里的放大鏡、蠟燭、火柴、光屏(白紙板)，做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗．
(1)在實驗前，他把凸透鏡正對太陽光，移動凸透鏡，在地面上得到一個最小最亮的光斑，測得光斑到透鏡中心的距離是15cm，則此凸透鏡的焦距約是______cm。
(2)還需要添加的實驗器材是_______。
(3)實驗時，小聰先在桌面上畫一條直線，并從左至右依次放置蠟燭、_______和_______,再調(diào)整它們的高度，使它們的中心和燭焰的中心大致在__________________。
(4)當燭焰離透鏡35cm時，光屏應在透鏡的另一側(cè)距透鏡_______范圍內(nèi)移動，在光屏上會呈現(xiàn)一個清晰的_______、_______的_______像。
(5)當燭焰移至距凸透鏡20cm處時，在透鏡的另一側(cè)移動光屏到某一位置，在光屏上會呈現(xiàn)一個清晰的_______、_____的____像。
(6) 當燭焰移至距凸透鏡10 cm時，無論怎樣移動光屏，光屏上 ___  (選填“會”或“不會”)呈現(xiàn)燭焰的像，這時應該移去______，透過_______向蠟燭觀察，就能看到一個清晰的______、______的_____像．

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