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1、2018-2019学年人教版八年级物理5.3凸透镜成像规律【新【新课导课导思】思】小明在家中玩放大小明在家中玩放大镜时发现镜时发现了一个了一个有趣的有趣的现现象象,如果物体距放大如果物体距放大镜较镜较近近,则则成放大的像成放大的像,若若观观察察远处远处的物体的物体,则则成倒成倒立的像。你知道立的像。你知道这这是是为为什么什么吗吗?【目【目标导标导学】学】1.1.通通过实验过实验探究知道凸透探究知道凸透镜镜成像的成像的规规律。律。2.2.会用凸透会用凸透镜镜成像的成像的规规律解决有关律解决有关问题问题。【自主【自主预习预习】1.1.凸透凸透镜镜成像情况的判断成像情况的判断:(1)(1)用照相机照
2、相用照相机照相时时,照相机离物体越照相机离物体越远远,成的像成的像_(选选填填“越大越大”或或“越小越小”)”)。(2)(2)用放大用放大镜观镜观察物体察物体,放大放大镜镜距离物体很近距离物体很近时时,越靠近越靠近物体物体,成的像成的像_(_(选选填填“越大越大”或或“越小越小”),”),用放大用放大镜观镜观察察远处远处物体物体时时,成的像是成的像是_(_(选选填填“正立正立”或或“倒立倒立”)”)的。的。越小越小越小越小倒立倒立(3)(3)上上课课用投影用投影仪时仪时,胶片靠近胶片靠近镜头时镜头时,所看到的字所看到的字_(选选填填“变变大大”或或“变变小小”)”)。2.2.物距物距:_:_到
3、凸透到凸透镜镜的距离。的距离。3.3.像距像距:_:_到凸透到凸透镜镜的距离。的距离。变变大大物体物体像像知知识识点一点一 探究凸透探究凸透镜镜成像的成像的规规律律1.1.提出提出问题问题:凸透凸透镜镜所成像的虚所成像的虚实实、大小、倒正跟物距、大小、倒正跟物距有什么关系有什么关系?2.2.进进行行实验实验与收集与收集证证据据:(1)(1)选择选择焦距焦距为为10cm10cm的凸透的凸透镜镜。(2)(2)如如图图所示所示,在光具座上依次放置蜡在光具座上依次放置蜡烛烛、凸透、凸透镜镜和光和光屏屏,然后然后调调整整烛烛焰、凸透焰、凸透镜镜、光屏、光屏,使它使它们们的中心大致的中心大致在同一高度。在
4、同一高度。(3)(3)把蜡把蜡烛烛放在放在较远处较远处,使物距使物距u2f,u2f,沿直沿直线线移移动动光屏光屏,直到光屏上出直到光屏上出现现明亮、清晰的明亮、清晰的烛烛焰的像焰的像,观观察像的大小察像的大小和正倒和正倒,测测出物距和像距。改出物距和像距。改变变物距物距u,u,重做一次。重做一次。(4)(4)把蜡把蜡烛烛向凸透向凸透镜镜移近移近,使物距使物距u=2f,u=2f,重复以上操作重复以上操作,进进行行观观察和察和测测量。量。(5)(5)把蜡把蜡烛烛向凸透向凸透镜镜移近移近,使物距使物距u u在在f f和和2f2f之之间间,即即fu2f,fu2f,重复以上操作重复以上操作,进进行行观观
5、察和察和测测量。改量。改变变物距物距u,u,再做一次。再做一次。(6)(6)把蜡把蜡烛继续烛继续移近凸透移近凸透镜镜,让让蜡蜡烛烛在凸透在凸透镜镜的焦点上的焦点上,即即u=f,u=f,移移动动并并观观察光屏察光屏,看是否能看是否能够够成像。成像。(7)(7)把蜡把蜡烛烛移到凸透移到凸透镜镜的一倍焦距以内的一倍焦距以内,即即uf,u2fu2f4040实实像像 倒立倒立 缩缩小小13.313.3u2fu2f3030实实像像 倒立倒立 缩缩小小1515u=2fu=2f2020实实像像 倒立倒立 等大等大2020fu2ffu2f1515实实像像 倒立倒立 放大放大3030fu2ffu2f13.313.
6、3 实实像像 倒立倒立 放大放大4040u=fu=f1010不成像不成像ufuf8 8虚像虚像 正立正立 放大放大物、像同物、像同侧侧ufu2fu2f_ _ _u=2fu=2f_ _ _fu2ffu2f_ _ _u=fu=f_ufuf_ _ _倒立倒立缩缩小小实实像像fv2ffv2fv2f不成像不成像正立正立放大放大虚像虚像物、像同物、像同侧侧4.4.交流与交流与讨论讨论:(1)(1)为为什么要什么要调调整整烛烛焰、凸透焰、凸透镜镜和光屏和光屏,使它使它们们的中心的中心在同一高度在同一高度?参考答案参考答案:使烛焰的像成在光屏中央。使烛焰的像成在光屏中央。(2)(2)实验实验中中,如果如果烛烛
7、焰的像成在光屏的上端焰的像成在光屏的上端,应应如何如何调调整整才能使像成在光屏的中央才能使像成在光屏的中央?提示提示:烛焰的像成在光屏的上端可能是由于烛焰太低或烛焰的像成在光屏的上端可能是由于烛焰太低或凸透镜太高或光屏太低凸透镜太高或光屏太低,故应用三种方法调整故应用三种方法调整:将光将光屏向上移动屏向上移动;将蜡烛向上移动将蜡烛向上移动;将凸透镜向下移动。将凸透镜向下移动。参考答案参考答案:将光屏向上移动将光屏向上移动;将蜡烛向上移动将蜡烛向上移动;将将凸透镜向下移动。凸透镜向下移动。(3)(3)在探究凸透在探究凸透镜镜成像成像规规律律实验实验中中,保持保持烛烛焰、凸透焰、凸透镜镜位置不位置
8、不动动,无无论论怎怎样样移移动动光屏光屏,光屏上也得不到像的原光屏上也得不到像的原因是什么因是什么?提示提示:蜡烛位于凸透镜的焦点以内蜡烛位于凸透镜的焦点以内,这时烛焰成的是这时烛焰成的是虚像虚像,光屏是接收不到的光屏是接收不到的;蜡烛位于凸透镜的焦点上蜡烛位于凸透镜的焦点上,此时蜡烛发出的光经凸透镜折射后平行射出此时蜡烛发出的光经凸透镜折射后平行射出,不能成像不能成像;烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,光光屏上也可能得不到烛焰的像。屏上也可能得不到烛焰的像。参考答案参考答案:蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内;蜡烛蜡烛可能
9、位于凸透镜的焦点上可能位于凸透镜的焦点上;烛焰、凸透镜、光屏三者烛焰、凸透镜、光屏三者的中心可能不在同一高度。的中心可能不在同一高度。(4)(4)做凸透做凸透镜镜成像成像实验时实验时,用不透明的物体用不透明的物体挡挡着透着透镜镜的的上半部或下半部上半部或下半部,在光屏上在光屏上还还能承接到像能承接到像吗吗?为为什么什么?提示提示:只要烛焰到凸透镜的距离大于焦距只要烛焰到凸透镜的距离大于焦距,调节光屏的调节光屏的位置位置,仍然能从光屏上得到像仍然能从光屏上得到像,只不过所得到的像比较只不过所得到的像比较暗暗,清晰度差。清晰度差。参考答案参考答案:能蜡烛发出的光仍然能透过凸透镜能蜡烛发出的光仍然能
10、透过凸透镜,所以所以仍能成像仍能成像,只不过所得到的像比较暗只不过所得到的像比较暗,清晰度差。清晰度差。(5)(5)实验时实验时,我我们为们为了找到像了找到像,可以采取以下两种方法。可以采取以下两种方法。方法方法A:A:改改变变蜡蜡烛烛位置后位置后,移移动动光屏去光屏去寻寻找蜡找蜡烛烛的像的像;方方法法B:B:改改变变光屏的位置后光屏的位置后,移移动动蜡蜡烛烛在光屏上在光屏上寻寻找像。你找像。你认为认为哪种做法比哪种做法比较较合理合理?为为什么什么?参考答案参考答案:方法方法A,A,改变物体的位置后改变物体的位置后,再确定像的位置再确定像的位置,便于确定像的特点的变化。便于确定像的特点的变化。
11、(6)(6)凸透凸透镜镜成放大、成放大、缩缩小、等大像小、等大像时时,物距和像距相比物距和像距相比,有什么关系有什么关系?参考答案参考答案:放大像时放大像时,物距小于像距物距小于像距;缩小像时缩小像时,物距大物距大于像距于像距;等大像时等大像时,物距等于像距。物距等于像距。【示范【示范题题1 1】(2016(2016淮安中考淮安中考)在在“探究凸透探究凸透镜镜成像成像规规律律”的的实验实验中中:世世纪纪金榜金榜导导学号学号2949413729494137(1)(1)发发光体光体“F”“F”、凸透、凸透镜镜(焦距焦距为为f)f)和光屏在光具座上和光屏在光具座上的位置如的位置如图图所示所示,实验实
12、验前前应应将光屏向将光屏向_调调整整,使使发发光体光体“F”“F”和光屏的中心位于凸透和光屏的中心位于凸透镜镜的主光的主光轴轴上。上。(2)(2)保持保持图图中中发发光体光体“F”“F”和凸透和凸透镜镜位置不位置不变变,左右移左右移动动光屏光屏,直到在光屏上成清晰的像直到在光屏上成清晰的像,这这个像是倒立、个像是倒立、_ _ _的的实实像像,生活中的生活中的_就是利用就是利用这这一原理工作一原理工作的。的。(3)(3)将将发发光体光体“F”“F”从从图图示位置向右移至示位置向右移至A A点点,要在光屏要在光屏上再次成清晰的像上再次成清晰的像,需将光屏向需将光屏向_移移动动。(4)(4)当光屏上
13、呈当光屏上呈现现清晰的像清晰的像时时,保持保持发发光体光体“F”“F”和凸透和凸透镜镜位置不位置不变变,取一只与原取一只与原实验实验中焦距相同但中焦距相同但镜镜面直径面直径较较小的凸透小的凸透镜镜,替代原来的凸透替代原来的凸透镜镜再次再次实验实验,所成的像与所成的像与原来的像相比原来的像相比,你可你可观观察到的察到的现现象有象有_。【精讲精析】【精讲精析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验本题考查探究凸透镜成像规律的实验,涉涉及实验器材的调整、成像性质、成像规律以及成像应及实验器材的调整、成像性质、成像规律以及成像应用。用。(1)(1)由图可知由图可知,光屏的中心高于透镜和发光体光屏的中心高于透
14、镜和发光体“F”“F”的中心的中心,所以应将光屏向下调整。所以应将光屏向下调整。(2)(2)由图可知由图可知,u2f,f,u2f,fv2fv2f时时,物体成的是倒立、缩小的实像物体成的是倒立、缩小的实像,是照相机的工是照相机的工作原理。作原理。(3)(3)将发光体将发光体“F”“F”移动到移动到A A点点,则则fu2f,fu2f,要在光屏上再次成清晰的像要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向右移动以增大需将光屏向右移动以增大像距。像距。(4)(4)只要凸透镜的焦距不变只要凸透镜的焦距不变,凸透镜所成像的性凸透镜所成像的性质质,包括大小、倒正、虚实等包括大小、倒正、虚实等,与凸透镜的直径大小没与凸
15、透镜的直径大小没有关系有关系,但由于直径较小的凸透镜透过的光线少但由于直径较小的凸透镜透过的光线少,所以所以所成的像要变暗些。所成的像要变暗些。答案答案:(1)(1)下下(2)(2)缩小照相机缩小照相机(3)(3)右右(4)(4)像变暗像变暗【微点【微点拨拨】(1)(1)在凸透在凸透镜镜成成实实像的情况下像的情况下,当当uvuv时时,成倒立、成倒立、缩缩小小的的实实像像;当当u=v=2fu=v=2f时时,成倒立、等大的成倒立、等大的实实像像;当当uvuv时时,成成倒立、放大的倒立、放大的实实像。像。(2)(2)找焦点、确定焦距找焦点、确定焦距:u=f:u=f时时,光屏上无像光屏上无像,有一亮点
16、即有一亮点即焦点。焦点。u=v=2f,u=v=2f,成等大倒立的像成等大倒立的像,确定焦距。确定焦距。【知【知识识拓展】拓展】在学生探究凸透在学生探究凸透镜镜成像成像规规律的律的过过程中程中,需需要按要按顺顺序先后明确以下几个序先后明确以下几个问题问题:(1)(1)物体通物体通过过凸透凸透镜镜可以成像可以成像;(2);(2)所成的像有多种可能所成的像有多种可能,有放大与有放大与缩缩小、正立与倒立、小、正立与倒立、实实像与虚像之分像与虚像之分;(3);(3)成成像的情况跟物体到凸透像的情况跟物体到凸透镜镜的距离有关的距离有关;(4);(4)成像情况跟成像情况跟物距与焦距的倍数有关物距与焦距的倍数
17、有关,可以按物距大于二倍焦距、大可以按物距大于二倍焦距、大于焦距而小于二倍焦距、小于焦距来分段于焦距而小于二倍焦距、小于焦距来分段进进行描述。行描述。其中其中,前三个前三个问题问题要在学生要在学生进进行行实验实验之前弄清楚之前弄清楚,第四第四个个问题问题需要学生分析需要学生分析测测得的得的实验实验数据解决。数据解决。对对于凸透于凸透镜镜能能够够成像成像,学生缺少感性学生缺少感性经验经验。要引。要引导导学生明确学生明确镜镜、物、像、光屏的概念。物、像、光屏的概念。这这里需要突出两点里需要突出两点:一是一是寻寻找像找像时时要多次前后移要多次前后移动纸动纸板板,让让学生体会到像只是在一定的学生体会到
18、像只是在一定的位置才有的位置才有的,只有最清晰只有最清晰时时才是物体所成的像才是物体所成的像,同同时还时还要向学生示范用要向学生示范用纸纸板板寻寻找像的方法找像的方法,为为后面的后面的实验实验探究探究做做铺垫铺垫;二是在二是在纸纸板上呈板上呈现现清晰的像清晰的像时时,拿掉凸透拿掉凸透镜镜或或物体物体,纸纸板上都不会出板上都不会出现现像像,让让学生明确学生明确纸纸板上呈板上呈现现的的是物体通是物体通过过凸透凸透镜镜所成的像。所成的像。知知识识点二点二 凸透凸透镜镜成像成像规规律的律的应应用用1.1.两个分界点两个分界点:2.2.两个一致性两个一致性:3.3.两个两个动态动态特征特征:(1)(1)
19、成成实实像像时时:物近像物近像远远像像变变大大,物物远远像近像像近像变变小。小。(2)(2)成虚像成虚像时时:物近像近像物近像近像变变小小,物物远远像像远远像像变变大。大。【示范【示范题题2 2】(2016(2016泰安中考泰安中考)在在“探究凸透探究凸透镜镜成像的成像的规规律律”的的实验实验中中,物体距离凸透物体距离凸透镜镜30cm30cm时时,在凸透在凸透镜镜另另一一侧侧的光屏上可得到一个倒立、放大的的光屏上可得到一个倒立、放大的实实像。像。该该凸透凸透镜镜的焦距可能的焦距可能为为世世纪纪金榜金榜导导学号学号29494138(29494138()A.5cmA.5cmB.10cmB.10cm
20、C.15cmC.15cmD.18cmD.18cm【精讲精析】【精讲精析】解答本题需明确成像时物距、像距与焦解答本题需明确成像时物距、像距与焦距的关系。因为在光屏上得到倒立、放大的实像距的关系。因为在光屏上得到倒立、放大的实像,所以所以物体在一倍焦距与二倍焦距之间物体在一倍焦距与二倍焦距之间,即即:f30cm2f,:f30cm2f,可得可得出出15cmf30cm,15cmf30cm,所以选所以选D D。答案答案:D D【易【易错错易混警示】易混警示】(1)(1)实实像都是倒立的像都是倒立的,虚像都是正立虚像都是正立的。的。(2)(2)实实像与虚像要分清像与虚像要分清,能呈能呈现现在光屏上的像是在光屏上的像是实实像像;不不能在光屏上呈能在光屏上呈现现,只能用眼睛直接看到的像是虚像。只能用眼睛直接看到的像是虚像。谢谢