第三节凸透镜的成像规律

一、创设情景，引入新课

物理来源于生活又为科技和社会服务从而推动科技和社会不断向前发展，那么各种物理规律是如何发现的呢？

课前延伸

请同学们做这样一组小实验：（课件）

你看到什么：①用凸透镜近距离的看书上的字；

            ②用凸透镜远距离的看屏幕或窗外景物；

（用凸透镜近距离看看到正立、放大的虚像；用凸透镜远距离的看到倒立、缩小的实像。）

同样是凸透镜，所成的像却有如此大的差别。相信大家一定有许多疑问，请把你的疑问写下来，然后我们一起交流一下。

（①凸透镜成像有什么规律？②为什么会有时成放大的像，有时成缩小的像？③什么时候成放大的像，什么时候成缩小的像？……）

当然，同学们一定还有许多其它的问题，今天我们先来解决这个问题：

（课件）课题：第三节 凸透镜成像的规律

学习目标：

知识与技能：

   1.理解凸透镜的成像规律，知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与发光体位置的关系。 2.了解实像和虚像的区别。

过程与方法：

   1．能在探究实践中初步获得提出问题的能力。

   2．通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

   3.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

情感态度与价值观；

   1．具有对科学的求知欲，积极探索自然现象和日常生活中的物理学道理。

   2．乐于参与观察、实验、制作等科学实践。

教学重点：

1.凸透镜成像规律。2.使学生初步了解科学探究的方法。

教学难点：

1. 凸透镜成像的原理。2.对凸透镜成像性质的描述。

二、探究凸透镜成像的规律提出问题：

同学们想一想：凸透镜成像的不同与什么因素有关？你这样猜想的根据是什么？

（与物距有关；与像距有关……当放大镜靠近物体时成正立、放大的虚像；当放大镜远离物体时看到倒立、缩小的实像。）

为了验证同学们的猜想，我们必须干什么？（用实验进行验证）

三、探究凸透镜成像的规律制定实验计划：

在制定实验计划之前，我们先来回顾一下上节课学习的照相机的使用。

请一位同学到前面来，配合一下老师。

现在老师想用这架老式照相机拍下他的相貌，大家看看老师这样做可不可以？    ①(把镜头对着大家)我这样拍，能拍到他的脸吗？怎么办？

②（把镜头倒过来，对准自己）能拍到像吗？景物、镜头和胶片必须谁在中间？   ③（把相机高高举过头顶）能不能拍到他的脸？应该怎么办？

④（把镜头非常的靠近该同学的脸部）能拍到像吗？

好，现在老师学会拍照了。（拍下一张照片）同时，老师也相信大家一定能设计好本次的探究活动。

三、探究凸透镜成像的规律进行实验与收集证据：

教：

1．实验方案：

（1）实验器材：

凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座

（2）两个物理名词及实验前的调节：

2．进行实验与收集证据

①你打算如何改变物距来研究像的性质与物距的关系？

（先把物体放在u>2f处，然后放在2f>u>f处，最后放在u<f处。这样，由远到近，研究像的性质与物距的关系。

②你准备使用哪些器材来完成本次探究活动？

（蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座）

介绍：光具座，它是专门用来研究凸透镜成像规律的仪器。另外，本次实验为大家准备的凸透镜焦距都是10cm的。

（1）实验步骤

①组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。

　　②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。

③把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤 ② 再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。

④把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。

⑤把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，仿照步骤④ 再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。

⑥把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。　

学：小组讨论完成学案上的实验计划。

a、逐次固定蜡烛与凸透镜的距离分别为：15cm、10cm和5cm，移动光屏，使光屏上成清晰的像，分别记录像距和像的性质。

插入：在这里，老师有一个疑问，当物距为5cm时，会不会像我们刚才使用照相机一样，在光屏上看不见像？如果无法成清晰的像，我们可以透过透镜看看像的性质。

b、实验完成后熄灭蜡烛并整理仪器。

下面请同学们按照设计好的实验步骤开始实验。

（学生开始实验，老师巡回指导）

好！实验结束，请同学们把蜡烛熄灭。我们请一个小组汇报一下实验结果。

（介绍像距与焦距的关系）

其他小组的实验结果与他们的是否相似？

三、探究凸透镜成像的规律分析与论证：

评：

我们一起来讨论一下，从这张数据表格中可以得到什么？

①像的大小与物距是否有关？当物距在什么情况下成缩小的像？在什么情况下成放大的像？

②像的正倒与物距是否有关？当物距在什么情况下成正立的像？在什么情况下成倒立的像？

③像的虚实与物距是否有关？当物距在什么情况下成虚像？在什么情况下成实像？有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？

思考：根据上表的数据，凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？

四、课堂小结：大家实验做得很好，得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。通过本节课的学习，同学们有哪些收获？

巧记忆：

展示凸透镜成像动画，让学生有直观印象，并归纳出三句辅助记忆的口诀

（1）一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小

（2）虚像同侧正，实像异侧倒

（3）物近像远像变大（仅适用于成实像时）

总结实验结论

（1）物体到凸透镜的距离大于2倍焦距成倒立的缩小的实像。

（2）物体到凸透镜的距离在2倍焦距和1倍焦距之间成倒立的放大的实像。

（3）物体到凸透镜的距离小于1倍焦距时成正立的放大的虚像。

五、课堂达标：

1．将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20 cm的纸上接到一个很小的亮斑．当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（　　）

A．倒立、放大的实像       B．倒立、缩小的实像

C．正立、放大的实像       D．正立、缩小的实像

2．关于像，下列说法中正确的是（　　）

A．凸透镜成虚像时，因用光屏接收不到，所以人眼也看不到

B．虚像都是由光的反射形成的，实像都是由光的折射形成的

C．虚像总是放大的，实像有时是放大的有时是缩小的

D．虚像用眼可以看到，用光屏接收不到

当然，相信同学们还有其他许多的问题，同学们课后可以相互讨论，也欢迎同学们与老师来共同探讨。