學八年級物理上冊 第五章 第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律第2課時 凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用導學案 新版新人教版

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1、 第2課時 凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375 課題 凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用 課型 新授課 教 學 目 標 知識與技能 1.幫助學生進一步學習凸透鏡成像規(guī)律在生活中的綜合應用. 2.培養(yǎng)學生根

2、據實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力. 過程與方法 1.通過探究活動，引導學生從物理現(xiàn)象中歸納科學規(guī)律的方法. 2.初步培養(yǎng)學生對探究過程和探究結果進行交流、評價的能力. 情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生將物理知識運用到生活實踐的意識，引導他們多觀察、多提問、多思考、勇于探究物理科學的高峰. 教學重點 發(fā)現(xiàn)探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中出現(xiàn)的問題，并能進行正確地分析，想出解決的方法. 教具準備 凸透鏡、蠟燭、火柴、光屏、刻度尺、照相機、投影儀、放大鏡、多媒體課件. 教學難點 掌握凸透鏡成像規(guī)律在生活中的綜合應用. 教學課時 1課時 課前預習 凸透鏡成

3、像的規(guī)律如圖所示，完成填空. 1.凸透鏡所成的實像都是倒立的，且與物體位于凸透鏡的兩側，能（填“能”或“不能”）用光屏承接；虛像都是正立的，與物體位于凸透鏡的同側，不能（填“能”或“不能”）用光屏承接. (A、B為二倍焦距處) 2.一倍焦距是成像虛實的分界點，當物距大于凸透鏡的一倍焦距時，物體成實像，當物距小于凸透鏡的一倍焦距時，物體成虛像. 3.二倍焦距是成放大與縮小的實像的分界點，當物距大于凸透鏡的二倍焦距時，物體成縮小的實像，當物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，物體成放大的實像. 4.凸透鏡成實像時，當物體從較遠處向凸透鏡靠近時（物距變?。竦酵哥R的距離（像距）逐漸變大，

4、像也逐漸變大. 備課筆記 鞏固復習 教師引導學生復習上一節(jié)內容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固. 新課導入 通過上一課時的學習，我們知道了凸透鏡成倒立縮小的實像、成倒立放大的實像、成正立放大的虛像的條件.我們還進一步學習了照相機、投影儀、放大鏡的工作原理，這節(jié)課我們將學習凸透鏡成像的光路圖，探究凸透鏡成像規(guī)律在生活中的具體應用，并試著做一些關于凸透鏡成像的綜合性題目，下面我

5、們一起來學習吧！ 進 行 新 課 判斷凸透鏡成像時像的變化 在第1節(jié)“透鏡”中我們學習了透鏡的光路圖.下面我們將進一步利用光路圖去分析透鏡成像的原理，首先請同學們回憶一下透鏡光路圖的特點. 生：凸透鏡對光有會聚作用，來自物體的無數(shù)條光線通過凸透鏡會聚成像.凸透鏡有三條特殊光線，一條是平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后，通過焦點；另一條是經過凸透鏡光心的光線，傳播方向保持不變；最后一條是從焦點射出的光線，經凸透鏡后平行于主光軸射出. 同學們說得很好，下面我們再一起分析凸透鏡成像時的光路圖. 教師用多媒體播放課件“凸透鏡成像的5種光路圖”，并講解. 凸透鏡成像的5種光路圖（

6、多媒體課件） （1）當物體在2倍焦距以外時，成像光路圖如圖甲（A、B為二倍焦距處，后同）所示，成倒立、縮小的實像.（可應用于照相機） （2）當物體在2倍焦距時，成像光路圖如圖乙所示，成倒立、等大的實像.（可應用于確定焦距） （3）當物體在1倍焦距和2倍焦距之間時，成像光路圖如圖丙所示，成倒立、放大的實像.（可應用于投影儀） （4）當物體在焦點時，光路圖如圖丁所示，不成像. （5）當物體在1倍焦距以內時，成像光路圖如圖戊所示，折射光線不能在透鏡后會聚成實像，只能是折射光線的反向延長線相交于一點，人眼透過凸透鏡能看到正立、放大的虛像.（可應用于放大鏡） 注意：①由于凸透鏡所成的

7、像是通過凸透鏡將來自物體的光線會聚形成的，所以凸透鏡的大小不會影響透鏡能否成像. ②像點是所有折射光線會聚而成的，也就是所有折射光線都要過像點. 【例1】（多媒體展示）如圖所示，處于主光軸上的物體AB經凸透鏡后在光屏上成像為A′B′，請你根據圖中所給的條件畫出凸透鏡，并確定焦點F的位置. 備課筆記 知識拓展： 凹透鏡的成像規(guī)律 如圖所示，是將物體放在距離凹透鏡的不同位置時的成像光路圖，由此光路圖可清楚地看出：無論物體放在距離凹透鏡的什么位置，均能成正立、縮小的虛像，且距離凹透鏡越近，所成的像越大. （A、B為二倍焦距處）

8、 進 行 新 課 解析：連接BB′.交主光軸于O，則O點即為透鏡的光心；過O點作出凸透鏡，如圖所示；過B作平行于主光軸的光線，與透鏡相交，連接交點與 B′點，與主光軸的交點為F，則F即為透鏡右側焦點；過B′點作折射光線平行于主光軸，交透鏡于另一個點，連接交點與B點，交主光軸于F，則F即為透鏡左側焦點；將圖中的所有光線標上箭頭，光路圖即完成. 答案：如圖所示. 凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用 1.照相機、投影儀、放大鏡中凸透鏡成像規(guī)律的具體應用 我們的照相機、投影儀、放大鏡都是根據凸透鏡成像規(guī)律成像的，能說出它們的原理嗎？ 生1：照相機的原理是物體到凸透鏡的距離大于

9、2倍焦距時，成倒立、縮小的實像. 生2：投影儀的原理是物體到凸透鏡的距離在2倍焦距和1倍焦距之間時，成倒立、放大的實像. 生3：放大鏡的原理是物體到凸透鏡的距離小于焦距時，成正立、放大的虛像. 我們從前面課程中知道照相機的鏡頭相當于凸透鏡，膠卷相當于光屏，機殼相當于暗室.我們今天又知道，被拍照的景物到鏡頭的距離遠遠大于焦距才能在膠卷上得到倒立、縮小的實像.那么照相機中的調焦環(huán)、光圈、快門，它們有什么用處？（上節(jié)課已簡單介紹，這節(jié)課要求學生查閱資料后詳細分析） 生1：照相機中調焦環(huán)能調節(jié)鏡頭到膠片的距離，拍攝近的景物時，鏡頭往前伸，離膠片遠一些；拍攝遠的景物時，鏡頭往后縮，離膠片近一些，

10、調焦環(huán)上刻著數(shù)字，表示拍攝的景物到鏡頭的距離。 生2：光圈是用來控制進入鏡頭的光的面積，光圈可以開大或縮小，光圈環(huán)上刻有光圈數(shù). 生3：快門是用來控制曝光時間的，曝光時間可以從快門上的數(shù)字知道. 生4：現(xiàn)代的照相機可以根據光的強弱來自動調節(jié)光圈和快門，得到曝光適度的相片，還能自動測量景物到相機的距離，進行自動調焦.這樣高度自動化的相機用起來很方便，即使缺乏攝影經驗的人也能照出清晰的相片.所以人們戲稱為“傻瓜相機”. 同學們講得很好.看來在下面做了不少工作，我很高興，那么投影儀的構造呢？看掛圖，根據你們收集的資料說出它的構造及作用. 生1：投影儀的構造主要有：鏡頭（相當于一個凸透鏡）、

11、投影片（相當于物體）、屏幕（相當于光屏）、聚光鏡、光源和反光鏡等部分. 生2：光源是用來照亮投影片的. 生3：聚光鏡是由兩塊螺紋透鏡組成，這兩塊螺紋透鏡是用來增大聚光面積，增加投影片的亮度. 生4：反光鏡是平面鏡，作用是把射向投影片的光反射到屏幕上. 同學們回答得非常好.現(xiàn)在我們又學習了凸透鏡成像規(guī)律，那么凸透鏡的成像規(guī)律在照相機、投影儀、放大鏡中有哪些應用呢？ 備課筆記 進 行 新 課 教師向學生展示照相機、投影儀、放大鏡，然后請三位同學利用凸透鏡成

12、像規(guī)律分析：①如何讓焦距不變的照相機得到更大的實像？②如何讓投影儀得到更大的實像？③如何讓放大鏡得到更大的虛像（提示：雖然在“生活中的透鏡”中有簡單介紹照相機、投影儀、放大鏡的使用方法，但當時這些操作都只是讓學生記住或者是從生活經驗中知道，并沒有結合理論知識去理解，而本次提問探究的目的是要求學生在學習了凸透鏡成像規(guī)律的基礎上，利用物距、像距、焦距之間的關系去解釋為什么要這樣操作，利用了什么原理，因此這些問題不僅幫助學生進一步理解了凸透鏡成像規(guī)律，并檢驗了他們理論聯(lián)系生活的實踐能力.） 學生積極思考并鼓勵作答的三位同學說出答案. 生1：照相機中的凸透鏡成實像是利用了u＞2f，f＜v＜2f，若

13、要想得到更大的實像，就要利用“物近像遠像變大，物遠像近像變小”，即在凸透鏡成實像時，隨著物距減小，所成像變大，像距也跟著變大；反之隨著物距增大，所成像變小，像距也跟著變小.因此我們要讓照相機鏡頭靠近被照物體（縮小物距），同時加大鏡頭到底片的距離（增大像距）. 生2：投影儀中的凸透鏡成實像是利用了f＜u＜2f,v＞2f,若要得到更大的實像，利用“物近像遠像變大，物遠相近像變小”的原理，就要讓投影儀的凸透鏡靠近投影片（縮小物距），同時加大鏡頭到屏幕的距離（增大像距）. 生3：放大鏡中的凸透鏡成虛像是利用了u＜f,若要想得到更大的虛像，就要讓放大鏡遠離物體（增大物距），同時物體的像也會遠離放大鏡

14、（像距增大），但距離不能大于焦距，若物距大于焦距，則起不到放大鏡的作用了. 教師鼓勵學生的回答.并另請三名學生上臺進行實際操作演示，以加深印象. 【例2】（多媒體展示）小麗組在探究凸透鏡成像的規(guī)律時，使用的透鏡焦距為10cm，他們把蠟燭和凸透鏡分別放在如圖所示位置，然后調節(jié)光屏至合適的位置，則顯示出一個倒立、 （選填“放大”或“縮小”）的像，像的位置在60cm刻度處 的側（選填“左”或“右”）.在照相機和投影儀中，成像情況與此類似的是 . 解析：從題裝置圖可以看出，蠟燭距凸透鏡的距離是30cm>2f,因此蠟燭在光屏上所成的像是一個倒立、縮小的實像，

15、此時像距應大于1倍焦距小于2倍焦距，即在60cm刻度線的左側，照相機的成像原理與此類似. 答案：縮小 左 照相機 2.凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用 凸透鏡成像規(guī)律歷來是中考考查的重點，尤其是凸透鏡成像規(guī)律的實驗探究及其生活中的綜合應用.要求學生熟練解答，凸顯學生綜合運用知識、分析問題，解決問題的能力.下面我們就一起來進行相關練習. 【例3】（2015上海）在“驗證凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，某小組同學利用焦距為10厘米的凸透鏡、高為3厘米的發(fā)光體、光屏和光具座進行實驗，將測得的物距u，像距v以及所成像的高L像分別記錄在下表中.在驗證得到凸透鏡成實像的初步規(guī)律后，為了進一步研究，他們進行適量

16、的運算，將結果分別記錄在下表的后兩列中. 進 行 新 課 （1）根據實驗1~6的數(shù)據，分析比較像距v隨物距u的變化情況及相關條件，可得出的初步結論是：凸透鏡成像時， . （2）根據實驗1~6的數(shù)據，分析比較像高L像與v/u的變化情況及相關條件，可得出的初步結論是：凸透鏡成實像時， . （3）該小組同學繼續(xù)利用表中的數(shù)據及相關條件，分

17、析、歸納得出結論. ①根據實驗1~3的數(shù)據，分析比較物距變化量Δu與像距變化量Δv的大小關系及成像情況，可得出的初步結論是 . ②根據實驗1~6的數(shù)據，分析物距u變化時，L像、u+v的變化情況，可得出的初步結論是 解析：從表中數(shù)據可以看出，物距在不斷減小，像距卻不斷增大，故可得出結論：凸透鏡成實像時，像距隨物距的減小而增大；（2）從表中的數(shù)據看出，像距小于物距，則像高小于物高；像距大于物距，則像高大于物高，進而根據數(shù)據進行定量

18、分析，可發(fā)現(xiàn)物高與像高的比值等于物距與像距的比值；（3）①根據實驗1~3的數(shù)據，分析比較物距變化量Δu與像距變化量Δv的大小關系及成像情況可以看出，物距始終大于二倍焦距，且物距從60.0厘米到30.0厘米，變化量較大，而像距從12.0厘米到15.0厘米，變化量較小，故可得出的初步結論是：當物距大于二倍焦距時，物距變化量Δu大于像距變化量Δv；②根據實驗1~6的數(shù)據，分析比較物距u變化時，L像、（u+v）的變化情況，可得出的初步結論是：當物體成實像時，物距越小，像越大，像距與物距的和（u+v）先變小后變大. 答案：（1）像距v隨物距u的減小而增大 （2）同一發(fā)光體，物高與像高的比值等于物距與

19、像距的比值 （3）①當凸透鏡成縮小實像時，Δu大于Δv②當凸透鏡成實像時，物距u減小，像高L像增大，u+v先變小后變大 教 學 板 書 課 堂 小 結 大家這節(jié)課的收獲確實不少，我們共同學習了透鏡成像的光路分析，并鞏固學習了凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用.請同學們在課后通過上網查閱資料了解更多關于凸透鏡的應用.好,這節(jié)課就學到這里，謝謝！ 教 材 習 題 解 答 【教材P99“動手動腦

20、學物理”】 4.一位同學利用類似如圖所示的器材做實驗，先用焦距為20cm的透鏡甲進行實驗，在屏上得到了清晰的縮小實像.接下來他想改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)進行實驗.如果不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏應該向哪個方向移動？ 解：向左移動.（提示：若改用焦距為10cm的透鏡，觀察圖可知，此時物距是大于二倍焦距，則其所成的像的像距應在一倍焦距到二倍焦距之間，故應向左移動光屏） 5.小明同學做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，光屏上得到發(fā)光體清晰的像，但他不小心用手指指尖觸摸到了凸透鏡，這時光屏上會出現(xiàn)怎樣的情況？小勇說，光屏上會有指尖的像；小強說，光屏上會出現(xiàn)指尖的影子

21、.你說呢？ 解：小勇和小強的說法都不正確，手指指尖觸摸到凸透鏡時，手指指尖擋住了一部分通過透鏡的光線，因此像會變暗，但仍然是完整的像，而手指指尖本身離透鏡距離太近，只能成虛像，不能通過凸透鏡在另一側成實像，因此畫面上不會有手指指尖的像. 6.在天安門廣場某處，小麗想拍攝天安門城樓的全景，但發(fā)現(xiàn)在該位置只能從觀景框中看到城樓的一部分.請你利用本節(jié)課學到的知識，幫小麗想想辦法.應如何做，才能拍攝到天安門城樓的全景？ 解：讓照相機離天安門城樓遠一些，鏡頭往里縮短一些. 難 題 解 答 【例4】（2015山東泰安）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，當燭焰離透鏡13cm時成放大的實像，當燭焰

22、離透鏡8cm時成放大的虛像，則這個透鏡的焦距可能是（） A.4cm B.6cm C.7cm D.12cm 解析：根據凸透鏡成像的規(guī)律：當燭焰離透鏡13cm時，成放大的實像，則燭焰在一倍焦距和二倍焦距之間，而f＜13cm＜2f，所以6.5cm＜f＜13cm；當燭焰離透鏡8cm時成放大的虛像，則燭焰在一倍焦距以內，即f＞8cm，綜上所述8cm＜f＜13cm，故D選項正確. 答案：D 布置作業(yè)：教師引導學生課后完成本課時對應練習，并預習下一課時內容.

23、 教 學 反 思 1.本課時的目的是深入了解凸透鏡成像規(guī)律的實驗，并掌握凸透鏡成像的光路圖.在實驗過程中，交流討論是探究的重要環(huán)節(jié)之一，要求學生能用自己的語言描述結論，還要能認真聽取別人的觀點，汲取正確有益之處.關于凹透鏡的結構、性能、成像規(guī)律等內容，可以通過相關實驗和閱讀讓學生認識.可以讓學生通過實驗，對凹透鏡成像特點有感性認識. 2.在學習“凸透鏡成像規(guī)律的綜合應用”時，教師要突出從生活中或以往的經驗引入，引導學生從具體事例中提出關鍵問題，對于凸透鏡成像規(guī)律的理解，教師要注意不要讓學生死記硬背，而應結合凸透鏡在生活中的應用,如照相機、投影儀、放大鏡的使用方法和結構特點去巧記，讓理論聯(lián)系實際，從而強化學生運用物理知識解決實際問題的意識. 教學過程中老師的疑問： 教師點評和總結