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1 第三节 凸透镜成像的规律 ●教学目标 一、知识与能力 1.理解凸透镜的成像规律. 2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件. 二、过程与方法 1.能在探究活动中,初步获得提出问题的能力. 2.通过探究活动,体验科学的全过程和方法. 3.通过对凸透镜成像现象的观察分析,总结出凸透镜成像规律,并用列表的方法归纳出 凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.培养从物理现象中归纳科学规律的 方法. 三、情感态度与价值观 1.通过研究凸透镜成像的实验,以及对其成像规律的分析有意识地渗透辨证唯物主义 观点. 2.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,培养学生具有对科学的求知欲,乐于探索自然 现象和日常生活中的物理学道理,勇于探究日常生活中的物理学规律. 3.注意培养学生乐于参与观察、试验、制作的兴趣. 4.通过照相机的教学,使学生基本掌握照相机的使用,使学生会用照相机拍自然风景, 培养学生的审美情趣. ●教学重点 对凸透镜成像规律的理解和认识. ●教学难点 指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系. ●教学方法 实验法、观察法、探究法、讨论法. ●教学用具 凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺. ●课时安排 2 课时 ●教学过程 一、引入新课 [师]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,并且照相机能使景物在相片上成倒立的像,所成的像比物体小,投影仪能把小的胶片 上的画面放大到屏幕上,供大家观看,这就说明所成的像比物体大,是倒立的;放大镜能把 小小的物体放大,使我们看清楚它们,所成的像是正立、放大的.你们想进一步了解它们吗? 想了解什么? [生甲]凸透镜在什么条件下成正立的像,什么情况下成倒立的像? [生乙]什么情况下成放大的像,什么情况成缩小的像? [生丙]什么情况下用光屏能收到像,什么情况下在光屏上不成像? [生丁]什么条件下像与物在凸透镜两侧,什么条件下在同侧? [师]同学们提出这么多问题,说明同学们认真思考了,这样非常好,既然提出问题, 我们就要解决它.现在,我们就根据上节学的知识大胆猜测,通过实验和探究活动来解决. 二、新课教学2 [探究]凸透镜成像的规律. [生甲]照相时物体到凸透镜的距离比投影仪上胶片到凸透镜的距离大,看来像是放大 还是缩小的与物体到凸透镜的距离有关. [生乙]照相时底片到凸透镜的距离比投影仪的屏幕到凸透镜的距离小,看来像是放大 还是缩小的与像到凸透镜的距离有关. [生丁]照相机中镜头的凸透镜比投影仪镜头小,看来像是放大还是缩小的与凸透镜的 大小有关. [生戊]照相机和投影仪的物体和像在凸透镜的两侧,放大镜的像与物体在同侧.这说 明像成倒立和正立与像和物在同侧还是两侧有关系. [生己]放大镜要看清物体,离物体的距离一般要比照相机、投影仪中凸透镜离物体的 距离小,说明物体成正立、倒立的像与物体到凸透镜的距离有关. [师]同学们猜想得很好.现在逐一讨论看看有没有哪个能排除掉. [生甲]像是放大还是缩小与凸透镜的大小有关,可以排除.因为有的放大镜直径比照 相机镜头直径小,也能成放大像,再有摄影师拿大焦距的镜头比投影的镜头大,成的像还是 缩小的,所以可以排除掉. [师]他说的很好.我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确. [学生们讨论,制定实验方案,教师巡回指导] [师]现在我们桌子上有光具座(上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜,能来回移动,从 刻度尺上能观察出它们之间的距离关系)、蜡烛(做物体用)、光屏(白色的硬纸板作屏)、 凸透镜(焦距在 10~20 cm 之间),先测出凸透镜的焦距. [生甲]让凸透镜在阳光下来回移动,找着最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透 镜的距离,这就是这个凸透镜的焦距. [生乙]也可以让凸透镜离灯光 5 m 以外,找亮点,测定出凸透镜的焦距. [师]好,现在测凸透镜的焦距. 学生们测出焦距,开始进行探究实验. 方案一: ①把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于 焦距和 2 倍焦距的位置. ②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度. ③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个 清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录 成表. ④继续把蜡烛向凸透镜靠近,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,蜡烛与 凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出,将数据记录成表. ⑤当蜡烛到一定位置上时,光屏没有像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛 与凸透镜、像与凸透镜的距离,像是放大还是缩小的,像的正倒,填入表格. 方案二: ①把透镜放在桌子中央,把蜡烛、光屏放在其两侧,刻度尺放在桌子上,如课本图 3.3—2 所示. ②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度. ③移动蜡烛,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小、 正倒、测出蜡烛与凸透镜、光屏与凸透镜的距离.把数据记入表格. ④继续把蜡烛向凸透镜靠近,观察像的变化,是放大、等大还是缩小,是正立还是倒立, 将蜡烛与凸透镜的距离,光屏与凸透镜的距离数据记入表格.3 ⑤当蜡烛移到透镜的焦点时,在光屏上看不到蜡烛的像,继续把蜡烛向凸透镜靠近,这 时在光屏上看不到蜡烛的像,拿去光屏,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像.把蜡烛与凸 透镜的距离,像与凸透镜的距离,像是放大还是缩小、正立还是倒立的填入表格. [师]同学们的方案都可行,现在用桌子上的仪器进行实验,并记下结果,总结凸透镜 成像的规律. [学生们在认真做实验,教师巡回并进行指导,实验结束,教师组织讨论、提问、进行 总结] [生甲]当把蜡烛放在 2 倍焦距以外的位置,像在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的像. 像与凸透镜的距离在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间. [生乙]当把蜡烛放在 2 倍焦距的位置,像在凸透镜的另一侧,像的大小与物体大小相 等.是倒立的,像与凸透镜的距离也等于 2 倍焦距. [生丙]当把蜡烛放在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间的位置时,像在凸透镜的另一侧,成倒 立放大的像,像与凸透镜的距离大于 2 倍焦距. [生丁]当把蜡烛放在 1 倍焦距的位置时,光屏不成像. [生戊]当把蜡烛放在 1 倍焦距之内,光屏上不成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、 放大的像. [生己]当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时,物体成倒立的像.当物体从较远处向 透镜靠近时像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大. [生庚]当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立、放大的像.这个像光屏上得 不到. [师]同学们把规律都总结出来,总结得非常好,物体与凸透镜的距离叫物距,用 u 表 示,像与凸透镜的距离叫像距,用 v 表示. 一、凸透镜成像的规律(板书) [生甲]什么叫实像?什么叫虚像? [师]同学们能不能从我们实验中得出呢? [生甲]光屏上得到的是实像,得不到的是虚像. [生乙]光屏上承接的像是实际光线的会聚点. [生丙]虚像不能用光屏收到,只能用眼睛看到,它不是实际光线会聚点,而是它们的 反向延长线的交点. [师]同学们总结得很好,看投影. 二、虚像和实像(板书) 由实际光线会聚成的像叫做实像. 像不是由实际光线会聚成的,而是它们的反向延长线的交点成的像叫虚像. [想想议议] [师]我们知道什么是实像、什么是虚像之后,请你们进一步猜测并根据上面探究所得 的资料进行分析,什么情况下凸透镜成实像、什么情况下成虚像. 学生们仔细分析、思考、相互讨论. [生甲]物体在 1 倍 焦距以外时,成倒立的实像. [生乙]物体在 1 倍焦距内时,成正立的虚像. [生丙]照相机和投影仪能在光屏上成实像,放大镜成的像在光屏上得不到,但眼睛能4 看到成虚像. [生丁]像与物在凸透镜同侧成虚像,像与物在凸透镜两侧成实像. [师]我们的照相机、投影仪、放大镜都是根据凸透镜成像规律成像的,能说出它们的 原理吗? [生甲]照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于 2 倍焦距时,成倒立、缩小的实像. [生乙]投影仪的原理是物体到凸透镜的距离在 2 倍焦距和焦距之间时,成倒立、放大 的实像. [生丙]放大镜的原理是物体到凸透镜的距离小于焦距时,成正立、放大的虚像. [师]我们知道了照相机、投影仪、放大镜的原理.想进一步了解它们吗?我们从上节 课知道照相机的镜头相当于凸透镜.胶卷相当于光屏.机壳相当于暗室.我们今天又知道,被 拍照的景物到镜头的距离远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像.那么照相机中 的调焦环、光圈、快门,它们有什么用处? 下面看挂图和实物,还有你们的资料说出它们的作用. [生甲]照相机中调焦环是调节镜头到胶片的距离,拍摄近的景物时,镜头往前伸,离 胶片远一些,拍摄远的景物时,镜头往后缩,离胶片近一些,调焦环上刻着数字,表示拍摄 的景物到镜头的距离. [生乙]光圈是用来控制进入镜头的光的多少,光圈可以开大或缩小,光圈环上刻有光 圈数. [生戊]快门是用来控制曝光时间的,曝光时间可以从快门上的数字知道. [生丁]现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门,得到曝光适度的相片, 还能自动测量景物到相机的距离,进行自动调焦.这样高度自动化的相机用起来很方便,即 使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片.所以人们戏称为“傻瓜相机”. [师]同学们讲得很好.看来在下面做了不少工作,我很高兴,那么投影仪的构造呢? 看挂图,根据你们收集的资料说出它的构造及作用. [生甲]投影仪的构造主要有:镜头(相当于一个凸透镜)、投影片(相当于物体)、屏 幕(相当于光屏)、聚光镜、光源和反光镜等部分. [生乙]光源是用来照亮投影片的. [生丙]聚光镜是由两块螺纹透镜组成,这两块螺纹透镜是用来增大聚光面积,增加投 影片的亮度. [生丁]反光镜是平面镜,作用是把射向投影片的光反射到屏幕上. [师]同学们回答的非常好.现在我们分组亲自动手来使用照相机拍照和使用投影仪放 大胶片. [学生们很活跃,积极主动的做,教师巡回指导] 三、小结 本节课我们知道了以下内容; 1.照相机的原理 u>2f f<v<2f 成倒立、缩小的实像 2.投影仪的原理 f<u<2f u>2f 成倒立、放大的实像 3.放大镜的原理 u<f 成正立、放大的虚像 四、布置作业 P62 动手动脑学物理. [动手动脑学物理参考答案]5 1.玻璃瓶相当于一个柱面透镜,根据物体与凸透镜距离小于一倍焦距,成正立、放大的 虚像,离凸透镜越远,像越大.当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,透过玻璃瓶 会看到铅笔头逐渐变大,而形状不变.到某一位置时,根据物体与凸透镜距离大于一倍焦距, 成倒立的像,铅笔尖也会突然改变方向. 相同:都能反映出凸透镜成的像与物距有关. 不同:玻璃瓶是一个柱面凸透镜,它的焦距比较短. 2.“傻瓜相机”也有快门和光圈,只不过它们都安装在机身里面.傻瓜相机内部增加了 一些电子、机械设备,可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门,不需要人工调节,傻 瓜相机也能自动聚焦,不需要手动调焦. 五、板书设计 教学反思: 查看更多

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