2024年秋季新滬粵版八年級(jí)上冊(cè)物理課件 3.6 探究凸透鏡成像規(guī)律

第三章光和眼睛3.6探究凸透鏡成像規(guī)律逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標(biāo)課時(shí)講解1課時(shí)流程2探究凸透鏡的成像規(guī)律凸透鏡的應(yīng)用——放大鏡課時(shí)導(dǎo)入從身邊的問題出發(fā)：老人用放大鏡閱讀；用攝像機(jī)拍攝航天員王亞平的太空授課；用投影儀播放教學(xué)圖片。這些都與透鏡的使用有關(guān)。為了讓透鏡更好地為我們服務(wù)，我們需要認(rèn)識(shí)凸透鏡的成像規(guī)律。課時(shí)導(dǎo)入科學(xué)探究猜想與假設(shè):是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)之一，是對(duì)問題中事物的因果性、規(guī)律性進(jìn)行的假定性解釋。猜想不是胡猜亂想,要根據(jù)已有的理論、自己的經(jīng)驗(yàn)和所收集到的有關(guān)資料、事實(shí)以及人類特有的想象力、創(chuàng)造力提出解決問題的猜想與假設(shè)。知識(shí)點(diǎn)探究凸透鏡的成像規(guī)律知1－講感悟新知11.凸透鏡成像的三個(gè)物理量(1)焦距：凸透鏡的焦點(diǎn)到光心的距離，用f表示。(2)物距：景物到___________的距離叫做物距，用u表示。(3)像距：像到____________的距離叫做像距，用v

表示。凸透鏡光心凸透鏡光心知1－講感悟新知2.實(shí)驗(yàn)探究(1)提出問題：利用凸透鏡能成什么樣的像？成像情況與哪些因素有關(guān)？(2)猜想與假設(shè)：可能成倒立的實(shí)像；也可能成正立的虛像。成像情況可能跟物距u、透鏡的焦距f都有關(guān)系。知1－講感悟新知(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃研究方法：保持凸透鏡焦距不變，改變物距，研究成像情況。記錄物距、像距，總結(jié)物距和像距與焦距的關(guān)系，并觀察記錄像的情況(大小、倒正、虛實(shí))。知1－講感悟新知科學(xué)探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃：為了便于收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行蜻M(jìn)行，都要制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這是探究過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。它承上啟下，決定著猜想與假設(shè)能否得到驗(yàn)證。知1－講感悟新知此環(huán)節(jié)中，我們要注意的是：(1)明確探究目的和已有條件，經(jīng)歷制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程；(2)考慮影響問題的主要因素，有控制變量的意識(shí)；(3)選擇科學(xué)探究的方法及所需要的器材；(4)明確實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。知1－講感悟新知實(shí)驗(yàn)器材：如圖2所示。知1－講感悟新知(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟：①了解確認(rèn)凸透鏡的焦距f。如果不知道，就利用手電筒或太陽光聚焦法測(cè)量出來并記錄。知1－講感悟新知②將蠟燭、凸透鏡和光屏按圖3依次放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心跟燭焰的中心大致在同一高度上。目的：成像在光屏中央。知1－講感悟新知③把凸透鏡固定在光具座的中部，蠟燭移到光具座一端(物距較大)，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的像。觀察像的倒正以及縮放情況，填入記錄表，并把對(duì)應(yīng)的物距和像距數(shù)值也填入記錄表。知1－講感悟新知④逐漸減小物距，調(diào)節(jié)光屏位置，分別觀察記錄每次對(duì)應(yīng)的物距、像距和像的特征，填入記錄表，直到蠟燭靠近凸透鏡。至少要能在光屏上得到兩個(gè)縮小的清晰的像和一個(gè)等大的、一個(gè)放大的清晰的像。知1－講感悟新知⑤當(dāng)無論怎樣移動(dòng)光屏都得不到像時(shí)，拿掉光屏，直接用眼睛透過透鏡觀察蠟燭，把看到的像的大小、倒正以及對(duì)應(yīng)的物距記錄下來。知1－講感悟新知操作點(diǎn)撥安裝器材時(shí)，為什么要調(diào)節(jié)光屏、透鏡、燭焰三者中心在同一高度上？答：其目的是為了使?fàn)T焰的像完整地呈現(xiàn)在光屏中間。調(diào)節(jié)操作對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象知1－講感悟新知燭焰凸透鏡光屏像移動(dòng)方向向上或向下不動(dòng)不動(dòng)向下或向上不動(dòng)向上或向下不動(dòng)向上或向下不動(dòng)不動(dòng)向上或向下不動(dòng)知1－講感悟新知實(shí)驗(yàn)表格透鏡焦距f=10cm實(shí)驗(yàn)序號(hào)物距u/cm像距v/cm成像情況像與物同側(cè)或異側(cè)倒立或正立放大或縮小實(shí)像或虛像14013.3倒立縮小實(shí)像異側(cè)23015倒立縮小實(shí)像異側(cè)32020倒立等大實(shí)像異側(cè)41530倒立放大實(shí)像異側(cè)510——————————68——正立放大虛像同側(cè)知1－講感悟新知科學(xué)方法作圖法：為了使要解決的問題更加直觀，作出示意圖以方便問題解決。凸透鏡成像情況：利用三條特殊光線作出成像光路圖來解釋，更加形象、具體，成像情況一目了然。知1－講感悟新知(5)分析與論證分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，歸納得出凸透鏡成像的規(guī)律。物距u像距v成像的情況成像光路圖像性質(zhì)像位置u>2ff<v<2f倒立、縮小的實(shí)像像物異側(cè)u=2fv=2f倒立、等大的實(shí)像像物異側(cè)知1－講感悟新知2f>u>fv>2f倒立、放大的實(shí)像像物異側(cè)u=f——不成像(折射光線為平行光)——u<fv>u正立、放大的虛像像物同側(cè)知1－講感悟新知實(shí)驗(yàn)問題點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)中若出現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)光屏都不能得到清晰的像，主要從以下幾個(gè)方面分析：(1)燭焰、凸透鏡和光屏的中心高度差太大；(2)物體到透鏡的距離小于或等于焦距；(3)物體到透鏡的距離大于焦距，但太靠近焦點(diǎn)；(4)凸透鏡的焦距太大等。知1－講感悟新知規(guī)律口訣用簡(jiǎn)化記憶法把對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)編成六句口訣記憶：(1)一倍焦距分虛實(shí)；(2)二倍焦距分大??；(3)實(shí)像總是異側(cè)倒；(4)虛像總是同側(cè)正；(5)成實(shí)像，物近像遠(yuǎn)像變大；(6)成虛像，物近像近像變小。知1－講感悟新知例1[中考·金昌]吳江小組進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)桌上備有帶支架的蠟燭、光屏、一個(gè)凸透鏡、平行光光源（接通電源后可發(fā)出平行光）、光具座等器材，他們進(jìn)行了如下操作并得出了相關(guān)結(jié)論。知1－講感悟新知(1)如圖4甲所示，讓平行光光源正對(duì)著凸透鏡照射，把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，測(cè)得凸透鏡的焦距是_________cm。10.0知1－講感悟新知思路導(dǎo)引：平行光線經(jīng)凸透鏡折射后在光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點(diǎn)處，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離為60.0cm-50.0cm=10.0cm，則凸透鏡的焦距是10.0cm。知1－講感悟新知(2)將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在__________。同一高度知1－講感悟新知思路導(dǎo)引：蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心。知1－講感悟新知(3)吳江小組按照實(shí)驗(yàn)步驟做了四次實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示是第一次實(shí)驗(yàn)中蠟燭、透鏡和光屏的位置。實(shí)驗(yàn)序號(hào)物距u/cm像距v/cm像的性質(zhì)14013△22020倒立、等大的實(shí)像31340倒立、放大的實(shí)像46無正立、放大的虛像知1－講感悟新知①吳江小組忘了記錄第1次像的性質(zhì)，表格中標(biāo)有“△”的位置像的性質(zhì)是__________________；②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)________(填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)透鏡；③第4次實(shí)驗(yàn)中，光屏上接收不到像；在透鏡的右側(cè)觀察，看到的像在透鏡的_________(填“左”或“右”)側(cè)。倒立、縮小的實(shí)像遠(yuǎn)離左知1－講感悟新知思路導(dǎo)引：①已知凸透鏡的焦距是10.0cm；根據(jù)表中序號(hào)為1的數(shù)據(jù)可知，40cm﹥2f，2f﹥13cm﹥f，所以成倒立、縮小的實(shí)像；②光屏上仍然得到清晰的像說明凸透鏡成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，所以當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離凸透鏡的位置移動(dòng)。知1－講感悟新知③由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是正立、放大的虛像，而且物像在同一側(cè)，因此要想看到這個(gè)像，應(yīng)從凸透鏡的右側(cè)（在光屏一側(cè)）透過凸透鏡去觀察，看到的像在透鏡的左側(cè)。知1－練感悟新知1.[中考·甘孜州]在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡的焦距是10cm，按照實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)器材，如圖5所示。知1－練感悟新知(1)點(diǎn)燃蠟燭，當(dāng)蠟燭、凸透鏡在圖示位置時(shí)，移動(dòng)光屏，在光屏上______

(填“能”或“不能”)得到清晰的像。(2)保持凸透鏡位置不變，將光屏移回至50cm刻度處，把蠟燭移至15cm刻度處后，再將光屏向______

(填“左”或“右”)移動(dòng)到適當(dāng)位置，能在光屏上得到清晰的_______

(填“正立”或“倒立”)、_______(填“放大”或“縮小”)的像。不能右倒立放大知1－講感悟新知1.關(guān)注物距的特殊點(diǎn)一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小。f是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。u>f，成實(shí)像；u<f，成虛像。2f是放大像和縮小像的分界點(diǎn)。u>2成，f縮小的實(shí)像；f<u<2f，成放大的實(shí)像。知1－講感悟新知注意：(1)利用光具座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，凸透鏡的焦距不能太大，否則物距與像距的和將會(huì)大于光具座的總長度，導(dǎo)致很難找到清晰的像。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，隨著蠟燭的燃燒，燭焰逐漸下移，此時(shí)會(huì)看到燭焰所成的清晰的像往光屏上部移動(dòng)，應(yīng)將光屏向上部移動(dòng)或?qū)⑼哥R向下移動(dòng)。知1－講感悟新知(3)如果燭焰在透鏡的一倍焦距處或一倍焦距以內(nèi)，無論怎樣移動(dòng)光屏都不會(huì)在光屏上找到像。(4)燭焰所成的像不太穩(wěn)定，且光的亮度較小，可以選擇亮度較大的發(fā)光二極管，因?yàn)槎O管的成像穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)時(shí)效果較好。知1－講感悟新知3.看圖識(shí)別，判斷像的性質(zhì)成實(shí)像時(shí)，根據(jù)題目所給圖片，比較物體和光屏到透鏡的距離大小。若u>v，則成倒立、縮小的實(shí)像；若u<v，則成倒立、放大的實(shí)像；若u=v，則成倒立、等大的實(shí)像。知1－講感悟新知例2[中考·連云港]在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下表是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下列問題：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像距v/cm成像性質(zhì)13015倒立、縮小實(shí)像22020倒立、等大實(shí)像315倒立、放大實(shí)像知1－講感悟新知(1)此凸透鏡的焦距為_______

cm。10思路導(dǎo)引：由表中第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，物距等于像距，物像等大，可知，此時(shí)u

＝2f

＝20cm，則f

＝10cm，即該凸透鏡的焦距為10cm。知1－講感悟新知(2)第3次實(shí)驗(yàn)中像距為_______cm，判斷依據(jù)是___________________。30光折射時(shí)，光路可逆知1－講感悟新知思路導(dǎo)引：比較1、3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第1次實(shí)驗(yàn)的像距等于第3次實(shí)驗(yàn)的物距，因此第3次實(shí)驗(yàn)的像距等于第1次實(shí)驗(yàn)的物距，即表格中像距數(shù)據(jù)為30。判斷的依據(jù)是：光折射時(shí)，光路可逆。知1－講感悟新知4.判斷凸透鏡焦距的方法方法一：利用焦距概念。焦點(diǎn)到光心的距離就是焦距；方法二：利用圖像。成等大實(shí)像時(shí)，u=v=2f；方法三：利用凸透鏡成像規(guī)律。根據(jù)題意列出物距、像距跟焦距之間的關(guān)系式，解不等式獲取焦距的范圍。知2－講感悟新知知識(shí)點(diǎn)凸透鏡的應(yīng)用——放大鏡21.放大鏡通常選用焦距比較短的凸透鏡作為放大鏡。通過放大鏡人們可以將一些較小的、眼睛看不清的物體放大，看得更清楚。知2－講感悟新知2.工作原理當(dāng)物距小于凸透鏡的一倍焦距（u<f）時(shí)，凸透鏡成______、_______的虛像。3.使用放大鏡時(shí)，將物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，對(duì)著凸透鏡觀察，就可以看到物體正立、放大的虛像。正立放大知2－講感悟新知例3[中考·山西]小亮在重陽節(jié)送給奶奶一個(gè)臺(tái)式放大鏡，如圖6所示，放大鏡的焦距為25cm。奶奶正確使用這個(gè)放大鏡看書時(shí)(

)A.書與放大鏡之間的距離應(yīng)等于25cmB.書與放大鏡之間的距離應(yīng)小于25cmC.看到的是倒立、放大的虛像D.看到的是正立、放大的實(shí)像B知2－講感悟新知思路導(dǎo)引：正確使用這個(gè)放大鏡看書時(shí)，放大鏡成正立、放大的虛像，需滿足u

＜f＝25cm，即書與放大鏡之間的距離應(yīng)小于25cm，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。5.熟記放大鏡的成像規(guī)律放大鏡：利用凸透鏡成正立、放大的虛像的規(guī)律來工作。使用時(shí)物體要放在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)。成虛像時(shí)，物近像近像變小。不同厚度的放大鏡，其放大的倍數(shù)不相同，凸透鏡越厚，焦距越小，放大倍數(shù)越大。知2－講感悟新知課堂小結(jié)探究凸透鏡成像規(guī)律1.凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用：物距