八年級(jí)物理全冊(cè)45科學(xué)探究凸透鏡成像學(xué)案滬科版

4.5科學(xué)研究：凸面鏡成像【預(yù)習(xí)案】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)凸面鏡的制作原理及形狀特色。認(rèn)識(shí)凸面鏡的匯聚作用，研究凸面鏡成像的規(guī)律。知道凸面鏡的焦點(diǎn)，認(rèn)識(shí)凸面鏡的主光軸、光心、焦距。知道應(yīng)從像的放大或許減小、倒正、虛實(shí)三個(gè)方面描繪凸面鏡的成像狀況?！緦W(xué)習(xí)要點(diǎn)】掌握凸面鏡的形狀特色，凸面鏡對(duì)光的作用。凸面鏡的焦點(diǎn)、主光軸、光心和焦距，凸面鏡成像的規(guī)律?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】凹面鏡對(duì)光的作用、實(shí)像和虛像的差別、凸面鏡成像性質(zhì)的決定要素。【新課案】知識(shí)點(diǎn)一：凸面鏡的特色及成像規(guī)律（一）凸面鏡凸面鏡凹透鏡凸面鏡外形特色：中間厚邊沿薄的透鏡凹面鏡外形特色：中間薄邊沿厚的透鏡ABCDEFG屬于凸面鏡的是：屬于凹面鏡的是：Ｇ1.議論溝通凸面鏡的形狀是中央較、邊沿較，凸面鏡的鏡面，有的個(gè)面是球面，有的個(gè)面是球面。2.規(guī)律總結(jié)（1）凸面鏡是利用原理制成的。（2）凸面鏡的中央較、邊沿較。（3）凸面鏡鏡面的個(gè)表面或起碼個(gè)表面是球面的一部分。知識(shí)拓展中央比邊沿薄的透鏡叫凹面鏡。（二）凸面鏡對(duì)光的作用實(shí)驗(yàn)研究提出問(wèn)題：凸面鏡對(duì)平行光有什么作用？實(shí)驗(yàn)研究：讓平行光正對(duì)著凸面鏡照耀，平行光經(jīng)過(guò)凸面鏡后會(huì)如何？平行光經(jīng)過(guò)凸面鏡后將于一點(diǎn)。規(guī)律總結(jié)凸面鏡對(duì)光有作用，所以凸面鏡又叫匯聚透鏡。知識(shí)拓展11）凸面鏡不但對(duì)平行光有匯聚作用，對(duì)全部光都有匯聚作用。2）凹面鏡對(duì)光有發(fā)散作用，所以凹面鏡又叫發(fā)散透鏡。（三）凸面鏡的主光軸、光心、焦點(diǎn)、焦距1.實(shí)驗(yàn)研究仍做凸面鏡匯聚太陽(yáng)光的實(shí)驗(yàn)，白紙上出現(xiàn)的最小、最亮的光斑稱為何？最小、最亮的光斑稱為凸面鏡的。規(guī)律總結(jié)（1）經(jīng)過(guò)的直線，叫做透鏡的主光軸，簡(jiǎn)稱光軸。（2）凸面鏡的稱為光心，用O表示，凡是經(jīng)過(guò)光心的光，其流傳方向。（3）于主光軸的光經(jīng)凸面鏡的點(diǎn)稱為凸面鏡的焦點(diǎn)，用F表示，凸面鏡的雙側(cè)有一個(gè)焦點(diǎn)。（4）焦距：到的距離稱為焦距，用f表示。知識(shí)拓展凸面鏡的焦點(diǎn)是實(shí)質(zhì)光芒匯聚成的，是實(shí)焦點(diǎn)。凹面鏡也有焦點(diǎn)，它是平行于主光軸的光經(jīng)凹透鏡發(fā)散后，其反向延伸線的交點(diǎn)，這個(gè)焦點(diǎn)不是實(shí)質(zhì)光芒匯聚成的，是虛焦點(diǎn)。例1小星同學(xué)利用太陽(yáng)光丈量凸面鏡的焦距，方法如下圖．他注意到讓凸面鏡正對(duì)太陽(yáng)光，但沒(méi)有認(rèn)真調(diào)理紙片與透鏡的距離，在紙片上的光斑其實(shí)不是最小時(shí)，就測(cè)出了光斑到凸面鏡中心的距離L，那么，凸面鏡的實(shí)質(zhì)焦距（）A．必定小于LB．必定大于LC．可能等于LD．可能小于L、也可能大于L分析：凸面鏡的焦點(diǎn)應(yīng)位于凸面鏡的主光軸上，并且是最小、最亮的點(diǎn)。紙片上的點(diǎn)不是最小時(shí)，就測(cè)出了焦距“L”，此時(shí)紙片到凸面鏡的距離可能在焦點(diǎn)之內(nèi)，也可能在焦點(diǎn)以外，所以，與被測(cè)焦距“L”對(duì)比，凸面鏡的實(shí)質(zhì)焦距應(yīng)是兩種狀況，即可能小于L、也可能大于L。答案：D知識(shí)點(diǎn)二：凸面鏡成像1.實(shí)驗(yàn)研究提出問(wèn)題：凸面鏡能成什么樣的像？實(shí)驗(yàn)研究：21）想法獲取凸面鏡的焦距。2）將實(shí)驗(yàn)器械按蠟燭、凸面鏡、光屏的次序固定在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整凸面鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸面鏡、光屏三者的中心大概在同一高度。3）研究中保持凸面鏡的地點(diǎn)不變，調(diào)整蠟燭到凸面鏡的距離，在光屏上獲取減小的實(shí)像，此時(shí)蠟燭到凸面鏡的距離稱為物距，用u表示，像到凸面鏡的距離稱為像距，用v表示，并將u、v記錄下來(lái)。（4）調(diào)整蠟燭到凸面鏡的距離，在光屏上獲取放大的實(shí)像，并將u、v記錄下來(lái)。（5）調(diào)整蠟燭到凸面鏡的距離，在光屏上獲取等大的實(shí)像，并將u、v記錄下來(lái)。（6）將蠟燭移到凸面鏡的焦點(diǎn)上，挪動(dòng)光屏，光屏上有像嗎？記下u。7）將蠟燭移到凸面鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)，光屏上有像嗎？這時(shí)取下光屏，經(jīng)過(guò)凸面鏡察看燭焰，你看到了什么現(xiàn)象？此時(shí)記下u。8）依據(jù)以上步驟，重復(fù)上邊的實(shí)驗(yàn)。調(diào)整燭焰、凸面鏡、光屏三者的中心大概在同一高度，這樣做的目的是。光屏上獲取減小的實(shí)像時(shí)，物距和焦距的關(guān)系是。光屏上獲取放大的實(shí)像時(shí)，物距和焦距的關(guān)系是。光屏上獲取等大的實(shí)像時(shí)，物距和焦距的關(guān)系是。蠟燭在焦點(diǎn)上時(shí)，光屏上（選填“看到”或“看不到”）像。蠟燭移到焦點(diǎn)之內(nèi)，光屏上（選填“成”或“不可”）像。這時(shí)取下光屏，經(jīng)過(guò)凸透鏡察看燭焰，看到了燭焰、、的像。研究實(shí)驗(yàn)記錄表實(shí)驗(yàn)凸面鏡焦距像放大或像的正、倒像的虛、實(shí)物距像距序號(hào)f/cm減小u/cmv/cm1232.規(guī)律總結(jié)（1）當(dāng)物體位于凸面鏡的大于2倍焦距時(shí)，成倒立、減小的實(shí)像。（2）當(dāng)物體位于凸面鏡的等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像。3）當(dāng)物體位于凸面鏡的小于2倍大于1倍焦距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像。4）當(dāng)物體位于凸面鏡的小于1倍焦距時(shí)，成正立、放大的虛像。（5）當(dāng)物體位于凸面鏡的時(shí)，不可以成像。知識(shí)拓展（1）兩個(gè)分界點(diǎn)：①焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)；②2倍焦距處是成放大實(shí)像和減小實(shí)像的分界點(diǎn)。2）像的倒正：正立的像必定是虛像，像與物同側(cè)；倒立的像必定是實(shí)像。像與物分居鏡的雙側(cè)，上下倒置、左右交換。3）“減小的像”與“像變小”的差別：減小的像是指物體所成的像的大小與物體的大小的比較，像比物體小。像變小是指物體后一次成的像比前一次成的像小，是由前后兩次像的大小比較而得。同理可知，放大的像與像變大的意思也是不一樣的。4）凸面鏡成實(shí)像時(shí)，物距u減小，像和像距v均增大。凸面鏡成虛像時(shí)，物距減小，像距變小，虛像變小?？傊?，物體越湊近焦點(diǎn)，像越大，同時(shí)像距也越大。例2小華在“研究凸面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有必定的關(guān)系，為了進(jìn)一步研究，他將5cm長(zhǎng)的發(fā)光體放在一個(gè)豎直支架上作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，第一在光具座上挨次安裝發(fā)光體、凸面鏡和光屏并進(jìn)行調(diào)理，使它們的中心在。（2）下表是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)：3實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像距v/cm物高l/cm像高h(yuǎn)/cm13514522301552.532020554153051051260525依據(jù)表中數(shù)據(jù)，達(dá)成以下問(wèn)題：①該凸面鏡的焦距為crn。②從表中的數(shù)據(jù)能夠看出，當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值1（選填“大于”或“小于”）；當(dāng)像距大于物距時(shí)，像高與物高的比值1（選填“大于”或“小于”）。③小華經(jīng)過(guò)進(jìn)一步剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的詳細(xì)關(guān)系。他的結(jié)淪是。分析：（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，在光具座上挨次安裝發(fā)光體、凸面鏡和光屏并進(jìn)行調(diào)理，使它們的中心在同一高度或同一水平直線，這樣做的目的是使像成光屏中心；（2）①由第3次實(shí)驗(yàn)可知，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)u=v=2f，可知f=10crn；②由1、2次實(shí)驗(yàn)可知，像距小于物距，像高與物高的比值小于1；由4、5次實(shí)驗(yàn)可知，像距大于物距，像高與物高的比值大于1；③剖析每一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的像高與物高的比值和像距與物距之間的比值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每一次實(shí)驗(yàn)，像高與物高的比值和像距與物距的比值都相等。照相機(jī)能成倒立的、減小的實(shí)像。膠片(光屏)投電影上的圖案經(jīng)過(guò)凸面鏡形成一個(gè)放大的、倒立的實(shí)像.4基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1、在研究凸面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，一定把凸面鏡、蠟燭、光屏放在________________上，并且________應(yīng)放在其余兩種器械之間，使?fàn)T焰、凸面鏡、光屏的中心大概在____________．2、當(dāng)光屏上獲取一個(gè)清楚、減小的實(shí)像時(shí)，說(shuō)明蠟燭在凸面鏡；若想獲取一個(gè)清楚放大的實(shí)像，蠟燭應(yīng)向_________方向挪動(dòng)，同光陰屏應(yīng)向________方向挪動(dòng)．若不論如何挪動(dòng)光屏都不可以接收到蠟燭的像，說(shuō)明蠟燭處于_________的范圍了．3、要想利用凸面鏡使小燈泡發(fā)出的光芒折射成平行光，應(yīng)當(dāng)把小燈泡放在凸面鏡的________上．4、對(duì)于凸面鏡的三條特別光芒是，經(jīng)過(guò)光心的光芒流傳方向_____________；平行主光軸的光芒經(jīng)透鏡折射后____________焦點(diǎn)；經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光芒經(jīng)透鏡折射后__________主光軸．5、在圖4中，凸面鏡焦距為10cm，為了找到像的地點(diǎn)，光屏應(yīng)在光具座的____________cm刻度范圍內(nèi)挪動(dòng)(選填“60-70”或“大于70”)；保持透鏡地點(diǎn)不變，當(dāng)蠟燭在45cm刻度處時(shí)，挪動(dòng)光屏，________在光屏上成像(選填“能”或“不可以”)6、在研究“凸面鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，已知凸面鏡的焦距為15cm，若將蠟燭放在離凸面鏡10cm處時(shí)，挪動(dòng)光屏，在光屏大將看到（）A．倒立減小的實(shí)像B．倒立放大的實(shí)像C．正立放大的虛像D．無(wú)像追蹤訓(xùn)練1.如下圖的透鏡中，是凸面鏡的是（）A．①②B．②④⑥C．①②⑤D．①②④2.凸面鏡對(duì)光的作用，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A.光經(jīng)過(guò)凸面鏡后會(huì)變?yōu)槠叫泄釨.光經(jīng)過(guò)凸面鏡后會(huì)訂交于焦點(diǎn)C.只對(duì)平行于主光軸的光才有匯聚作用D.對(duì)任何光都有匯聚作用夏季的正午陽(yáng)光正火，小明給庭院里的花草灑水，他以為這樣能夠保護(hù)花草，而爺爺卻說(shuō)這5樣做不當(dāng)．果真，水珠蒸發(fā)此后，花草葉上出現(xiàn)了一個(gè)個(gè)焦黃的斑點(diǎn)，這是被高溫灼傷的表現(xiàn)．原來(lái)，這些小水珠相當(dāng)于一個(gè)個(gè)焦距很短的，對(duì)光有作用，所以小水珠所在地點(diǎn)的花草葉的溫度更高．讓一個(gè)凸面鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在距透鏡5cm處獲取一個(gè)最小、最亮的光斑．若將一個(gè)物體放在此透鏡前7cm處，經(jīng)這個(gè)凸面鏡所成的像是（）A.減小的實(shí)像B.放大的實(shí)像C.減小的虛像D.放大的虛像如圖，凸面鏡焦距為f，燭焰在圖示地點(diǎn)時(shí)恰能在光屏上成清楚的像?，F(xiàn)將蠟燭沿主光軸向左挪動(dòng)2f的距離，挪動(dòng)蠟燭的同時(shí)挪動(dòng)光屏，使?fàn)T焰一直能在光屏上成清楚的像，則光屏上的像）A.向來(lái)變小B.向來(lái)變大C.先變大后變小D.先變小后變大6.數(shù)碼相機(jī)已在我們的生活中普及，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)______透鏡。若照相機(jī)鏡頭的焦距為50mm，當(dāng)被攝影的人到鏡頭的距離大于100mm時(shí)，會(huì)獲取一個(gè)________的實(shí)像。7、某凸面鏡焦距為f，一個(gè)在透鏡主光軸上的物體，從距透鏡3f處沿主軸漸漸挪動(dòng)到距離透鏡1.5f處，在此過(guò)程（）A、像不停變小B像和物之間的距離不停增大C、像和焦點(diǎn)的距離不停增大D、像和透鏡的距離不停減小8、凸面鏡前25cm處的物體沿主軸湊近透鏡時(shí)，其所成的像將（）A．由實(shí)變虛B．由虛變實(shí)C．由大變小D．不發(fā)生變化9、圖中，畫(huà)出了光經(jīng)過(guò)透鏡前后的方向。在圖（a）、(b)中填上適合種類的透鏡。10、由圖4-5-3可知，物距和像距什么范圍內(nèi)？能力提高11、一支蠟燭位于凸面鏡前，調(diào)理好透鏡和光屏地點(diǎn)后，在光屏上體現(xiàn)減小、倒立的像；若保持凸透鏡地點(diǎn)不動(dòng)，將蠟燭和光屏的地點(diǎn)對(duì)換一下，則在光屏上（）A.沒(méi)法成像B.體現(xiàn)放大、正立的像C.體現(xiàn)放大、倒立的像D.體現(xiàn)減小、倒立的像12．把凸面鏡正對(duì)太陽(yáng)光，可在距凸面鏡10cm處獲取一個(gè)最小最亮的光斑．若用此透鏡來(lái)察看郵票上較小的圖案，則郵票到透鏡的距離應(yīng)()A．大于10cmB．小于10cmC．大于20cmD．在10cm和20cm之間13．小明在研究“凸面鏡成像規(guī)律”時(shí)，所用凸面鏡的焦距是10cm。1）他將蠟燭、凸面鏡、光屏在光具座上挨次擺放，點(diǎn)燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)不論如何挪動(dòng)光屏總找不到像，其原由可能是________________________________。（寫(xiě)出一種即可）2）調(diào)整好后，當(dāng)蠟燭與凸面鏡的距離為36cm時(shí)，可在光屏上獲取倒立_______________的實(shí)像；再將蠟燭向凸面鏡湊近一些，要獲取清楚的實(shí)像．光屏應(yīng)________________（選填“湊近”或“遠(yuǎn)6離”）凸面鏡。7答案：厚薄兩一答案：（1）光的折射（2）厚?。?）兩一答案：匯聚答案：匯聚答案：焦點(diǎn)答案：（1）兩個(gè)球面球心（2）中心不變（3）平行匯聚各（4）焦點(diǎn)光心答案：使像成在光屏中央答案：物體位于凸面鏡的2倍焦距以外答案：物體位于凸面鏡的1倍焦距與2倍焦距之間答案：物體位于凸面鏡的2倍焦距處答案：看不到答案：不可放大正立虛答案：（1）實(shí)（2）倒立（3）2倍焦距處（4）焦點(diǎn)（或1倍焦距）（5）焦點(diǎn)答