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第5章第3节课时1人教版-物理-八年级上册凸透镜成像的规律学习目标-知识回顾-新课引入-新知探究-课堂总结-课堂练习1.通过实验探究，归纳总结凸透镜成像的规律。2.通过探究活动，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。【重点】设计实验、分析数据、归纳总结、得出规律；【难点】完成实验，探究出凸透镜成像的规律。学习目标学习目标1.照相机的成像原理照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。2.照相机的成像特点(1)物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。(2)物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像(或胶片)的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。(3)照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。学习目标知识回顾3.投影仪的成像原理投影仪是利用凸透镜能使物体成倒立、放大的实像。4.放大镜成像的特点(1)物体通过放大镜所成的像是个正立、放大的像。(2)像和物体在放大镜的同侧。(3)在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大。(4)若放大镜与物体的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。学习目标知识回顾课堂导入课堂导入新课引入通过上节课的学习，我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜。照相机：物体离镜头比较远成倒立的、缩小的实像。投影仪：物体离镜头比较近成一个放大的、倒立的实像。放大镜：物体离镜头很近，能成放大的、正立的虚像。你知道像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系吗？1.基本概念(1)物距：物体到透镜光心的距离，用字母u表示。(2)像距：像到透镜光心的距离，用字母v表示。探究凸透镜成像的规律知识点物距u像距v物体ABBA像A’B’B’A’F焦点F焦点光心新知探究新知探究注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，所以一般物距也可说为物体到透镜的距离，像距也可说为像到透镜的距离。探究凸透镜成像的规律新知探究新知探究（1）提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？（2）作出猜想：①可能与物距有关；②可能与焦距有关（由于凸透镜的偏折情况和焦距有关）；（3）实验设计：先把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。研究凸透镜的成像与物距的关系（保持焦距不变，即使用同一个凸透镜），物距的变化以焦距为标准，即观察物距大于2倍焦距、大于1倍焦距小于2倍焦距、小于1倍焦距的成像情况。OF2f光屏新知探究新知探究（4）实验仪器：光具座、蜡烛、光屏、凸透镜、火柴等。（5）进行实验和收集证据实验步骤：①如果凸透镜的焦距未知，可以利用太阳光粗测出凸透镜的焦距。新知探究新知探究②将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。使它们的中心处于同一高度，这样像才能成在光屏中心。③把点燃的蜡烛放在较远处（u2f），然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。新知探究新知探究④把蜡烛移向凸透镜（u=2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。⑤把蜡烛移向凸透镜（f＜u＜2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。⑥把蜡烛继续靠近凸透镜（u=f），移动光屏，观察是否能够成像。新知探究新知探究⑦继续向凸透镜移动蜡烛（uf）并调整光屏的位置，你能在屏上得到蜡烛的像吗？撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。改变物距，重做这一步。⑧将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜的焦距f=10cm)。新知探究新知探究像不能成在光屏上；撤去光屏，从光屏一侧直接用眼睛向透镜方向看去观察到蜡烛正立、放大的虚像；像位于物的同侧。物距u与焦距f的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况u＞2f倒立、缩小、实像物距变小时，像距变大，像(相对之前的像，下同）变大u＝2f倒立、等大、实像f＜u＜2f倒立、放大、实像物距变小时，像距变大，像变大u＝f不成像u＜f正立、放大、虚像物距变小时，像距变小，虚像变小205656122012108618232318新知探究新知探究新知探究新知探究②二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。当u＞2f时，成缩小的实像；当u=2f时，成等大的实像；当f＜u＜2f时，成放大的实像。④凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。①焦点是成实像和虚像的分界点。当u＞f时成实像；当uf时成虚像；当u=f时不成像。③凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。新知探究新知探究（6）分析与论证物距（u）像的性质相对凸透镜位置应用倒正大小虚实像距（v）u＞2f倒立缩小实像f＜v＜2f与物异侧照相机u＝2f倒立等大实像v＝2f与物异侧测焦距f＜u＜2f倒立放大实像v＞2f与物异侧投影仪u＝f不成像、得到一束平行光u＜f正立放大虚像与物同侧放大镜（7）实验结论：新知探究新知探究1.光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距为10cm左右的凸透镜，焦距过大（光具座总长不够4倍焦距长），有些实验无法完成。2.凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距。3.调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。4.调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变。5.同一个物距范围内要取两个以上的物距进行实验，这样做是为了排除偶然因素，寻找普遍规律。新知探究特别提醒思考讨论1：你知道实验中无论如何移动光屏都找不到像的原因有哪些？(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。(2)当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度有限，光屏不能承接到像。(3)物体在一倍焦距之内或在焦点处。新知探究新知探究思考讨论2：若把凸透镜遮挡一部分，像会发生什么变化？若把凸透镜遮掉一部分，成像性质不变，只是成的像暗一些。新知探究新知探究（广东中考）如图所示，小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为12cm。新知探究典型例题1(1)蜡烛和凸透镜的位置不变，要使光屏承接到一个倒立、______的清晰的实像，具体的操作是首先将光屏向____________移动，直到找到最清晰的像。日常生活中______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往______偏离光屏中心。(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处：①____________________________________;②____________________________________。解析：（1）根据蜡烛在光具座上的位置可知，物距u=15.0cm，fu2f，成倒立、放大的实像，此时像距v2f，即清晰的像位于光具座“70.0cm”刻度线往右的位置，因此要将光屏往右移到适当的距离，直至光屏上出现清晰的像；投影仪就是根据凸透镜成放大的实像这一原理制成的。（2）凸透镜成实像时，烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下偏离中心线，故烛焰的像往上偏离光屏中心。新知探究典型例题1（3）蜡烛燃烧变短会导致像在光屏上的位置发生改变；烛焰容易晃动也会导致光屏上的像发生晃动，影响观察。答案：（1）放大右投影仪(2)上(3)①蜡烛燃烧会变短使烛焰位置发生变化②烛焰容易晃动影响观察(答案合理即可)探究凸透镜成像的规律u2f：倒立、缩小的实像，fv2fu=2f：倒立、等大的实像，v=2f照相机原理u=f：平行光束，不成像投影仪原理fu2f：倒立、放大的实像，v2f放大镜原理uf：正立、放大的虚像课堂总结课堂总结1.在探究凸透镜成像规律的实验中，某次实验的成像情况如图所示，小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题，经过讨论后形成两个方案，而且都能达到目的。方案一：保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向————移动适当距离；方案二：保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏都向————移动。左右课堂作业课堂作业2.如图为凸透镜成像的示意图，由于不慎将透镜的上沿摔掉一块(图中阴影部分)，则()A.像的A'部分消失了B.像的B'部分消失了C.成像的效果不受影响D.像A'B'是完整的，但亮度变暗D课堂作业课堂作业3.小明同学做凸透镜成像的实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像。保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则()A.光屏上有倒立、缩小的实像B.光屏上有倒立、放大的实像C.光屏上有正立、等大的虚像D.光屏上没有像A课堂作业课堂作业4.一凸透镜的焦距为20厘米，要得到放大的实像，物体应位于凸透镜前()A.小于20厘米处B.大于40厘米处C.20厘米与40厘米之间D.条件不足，无法确定C课堂作业课堂作业5.在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（）A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心在同一条水平线上B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距D.蜡烛距凸透镜距离等于2倍焦距C课堂作业课堂作业