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初中物理教案
初中物理第三节 凸透镜成像的规律教案
教案
初中物理
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典型例题

教案示例

第三节 凸透镜成像的规律

教学目标

一、知识与技能

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. 学习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. 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,勇于探索日常用品中的物理学原理。

2. 乐于参与、试验、制作等科学实践。

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。

教学准备:凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺。

教学过程

1 课时

一、引入新课

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。

你们知道凸透镜在什么条件下成正立的像,什么情况下成倒立的像?什么情况下成放大的像,什么情况成缩小的像 ? 什么情况下能 用光屏能收到 像,什么情况下在光屏上 成像?什么条件下像与物在凸透镜两侧,什么条件下在同侧?

看来,凸透镜真是一个神秘,而又本事很大的东西,现在,们就根据 上节学的 知识大胆猜测,然后通过实验和探究活动来进一步认识凸透镜。

二、新课学习

一)、凸透镜成像的规律

1. 提出问题:

凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?大家想一想、大胆的猜一猜。

2. 猜想

给学生几分钟时间和提示,做出尽量合理的猜测。教师将有价值的猜测记录在黑板上,便于分析整理。

3. 设计实验

同学们猜想得很好,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。

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)。

4. 进行实验

1 )测凸透镜的焦距

大家想一想怎样测得一个凸透镜的焦距?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。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。

现在测凸透镜的焦距 .

2 )开始进行探究实验

方案

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

当把蜡烛放在 1 倍焦距的位置时,光屏 成像。

当把蜡烛放在 1 倍焦距之内,光屏上 成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、放大的像。

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。

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。

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。我们接下来把总结的规律和数据填入到书上的表格中。

5. 分析论证

或播放动画: RT0400006459_ 探究凸透镜成像规律实验数据处理

进行填表和规律的总结,便于讲述。

边说边板书:一、凸透镜成像的规律

:倒立缩小的像

:倒立放大的像

:正立放大的虚像

2 课时

二)、实像与虚像

通过刚才做实验,我们知道凸透镜成像有的可以呈现在光屏上,有的不能呈现在光屏上。这些成像有什么区别呢?什么叫实像?什么叫虚像?

我们把光屏上得到的像叫做实像,得不到的像叫做虚像。光屏上能承接的像是实际光线的会聚点。而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。

回过头来我们看看凸透镜什么时候成实像,什么时候成虚像?回忆实验,观察的记录表格,可以得出:当物距小于焦距时,即 ,凸透镜成正立的虚像,虚像只能用眼睛看到,不能用光屏接到;当物距大于焦距时,即 ,凸透镜成倒立的实像,可以用光屏承接。

板书:二、虚像和实像

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。

三)、想想议议

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。

1. 物体在 1 倍焦距以外时,成倒立的实像。

2. 物体在 1 倍焦距内时,成正立的虚像。

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,但眼睛能看到成虚像。像与物在凸透镜同侧成虚像,像与物在凸透镜两侧成实像。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?

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。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。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。

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?

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。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。

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。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”。

投影仪的构造及作用

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。光源是用来照亮投影片的,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。反光镜是平面镜,作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。

(四)、小结

本节课我们知道了以下内容;

1. 照相机的原理: 成倒立、缩小的实像。

2. 投影仪的原理: 成倒立、放大的实像。

3. 放大镜的原理: 成正立、放大的虚像。

(五 )、板书设计

凸透镜成像规律

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