5.3 凸透镜成像的规律导学案八年级物理上册人教版2024.docxVIP

5.3凸透镜成像的规律（导学案）

【学习目标】

1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。

2.经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。

3.通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。

【学习重点】理解凸透镜的成像规律。

【学习难点】探究凸透镜成像的规律的过程。

【自主预习】

阅读教材，完成以下问题：

1．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中用到的器材有：蜡烛、、光屏和光具座，分别把上述物体安装在光具座上，调整它们的高度，使得烛焰、凸透镜和光屏的中心在，目的是使像成在光屏的。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的(选填“虚”或“实”)像。

2．完成下表的填写：（焦距、物距、像距分别用f、u、v表示）

物距u

像的性质

物与像

的位置

像距v

光屏能

否承接

应用

u2f

u＝2f

fu2f

u＝f

不成像

uf

【合作探究】

一、探究凸透镜成像的规律

【提出问题】凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？

【猜想假设】①可能与物体到透镜的有关。

支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。

②可能与凸透镜的有关。

支持事例：同一物体通过照相机成像，当照相机镜头的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。

③像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。

支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的侧。

【设计实验】

（1）相关概念

①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为cm；

②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为cm；

③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。

（2）实验思路

我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况。由于凸透镜对光的偏折程度跟凸透镜的焦距f有关系，所以研究物距u的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。我们可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况。

（3）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、火柴、光具座。

（4）数据记录表格（见下）。

【进行实验与收集证据】

（1）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。

（2）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在。目的是为了使烛焰的像成在光屏的。

（2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。

（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。

（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，记录在表格中。

（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处），移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。

（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。

（7）数据记录汇总

像与物距的关系凸透镜的焦距f=10cm

实验

次数

物距

u/cm

像的性质

像距

v/cm

虚实

大小

正倒

1

30

实像

缩小

倒立

15

2

20

实像

等大

倒立

20

3

15

实像

放大

倒立

30

4

10

不成像

5

6

正立

放大

虚像

【分析与论证】

分析上表记录，思考下列问题，找出凸透镜成像的规律。

（1）像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像，什么条件下成虚像？

（2）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像？有没有缩小的虚像？