北师大版八年级下册二、学生实验：探究——凸透镜成像规律教学设计

第二节  学生实验：探究凸透镜成像     第 课时

教学目标

1.理解凸透镜的成像条件。

3.通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

4.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

教学重点

探索凸透镜成像规律的过程

教学难点

理解凸透镜成像的变化规律。

实验器材

教学过程

一、引入新课

通过上节课的学习，我们知道了生活中的照相机、投影仪、电影机、放大镜等成像元件都是凸透镜。但是，通过照相机所成的像是缩小的，通过投影仪所成的像是放大的。那么，在什么情况下，通过凸透镜能成缩小的像？什么情况下成放大的像呢？（学生联系自己的生活经验思考老师提出的问题）

二、探究凸透镜成像的规律

1、猜想

投影仪是我们比较熟悉的光学仪器，大家仔细想一想，要想让屏幕上的图像大一些，应怎样调整？大家讨论讨论。同学们将自己的想法与其它同学交流。可能的猜想：与物体到透镜距离有关；与屏幕到透镜距离有关；与物体和像是否在透镜的两侧有关……

2、设计实验和制定计划

我们为每组提供了专门用来研究凸透镜成像的实验器材——光距座及其附件，并在每组的计算机中安装了研究凸透镜成像所用的课件。大家可以任选其一或共同来探究凸透镜的成像条件。

（1）、我们事先为同学们准备了探究方案，同学们可以参照，也可以自己制定实验方案。

（2）、小组同学间注意分工合作。物距（u）表示物体到透镜的距离；像距（v）表是像到透镜的距离。

下面同学们可以看自己桌面上的实验计划，老师给同学们介绍一下今天的实验内容：

任务1：按图1所示顺序将平行光源、凸透镜、光屏安装在光具座上，使他们的中心在同一直线之上。

任务2：利用平行光源粗测凸透镜的焦距，并在“光具座”上标出透镜中心、透镜的焦点和二倍焦点所在位置。

指导与提示：移动光屏位置，直到光屏上的亮斑最小为止，测出光屏到透镜中心的距离即为该透镜的焦距。

任务3：如图2所示，将物体（蜡烛）放在距透镜二倍焦距之外，同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。

任务4：如图3所示，将物体（蜡烛）放在距透镜二倍焦距上，同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。

任务5：如图4所示，将物体（蜡烛）放在距透镜一倍焦距和二倍焦距之间，同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像。将像的位置和观察到的像的性质填入表一中。

任务6：如图5所示，将物体（蜡烛）放在距透镜一倍焦距之内，同时用眼睛观察像。将观察到的像的性质填入表一中。

记录表一

3、进行实验探究

学生进行实验探究，收集实验数据并记录，教师巡回指导。

4、分析数据

各组的实验基本完成了，那个组愿意将实验数据来与同学共享；并阐述你们的到的初步结论。（以组为单位，利用实物投影展示自己的实验数据。并阐述通过实验所得到的初步结论。）

5、总结结论

将每次实验的数据进行研究，得到这样的结论：

当物体与凸透镜的距离（物距）大于透镜的二倍焦距时，成倒立的放大的实像；

当物体与凸透镜的距离（物距）小于透镜的二倍焦距，但大于焦距时，成倒立的缩小的实像；

当物体与凸透镜的距离（物距）小于透镜的焦距时，成正立的放大的虚像；

进一步研究表明：焦点是成实像和虚像的分界点。另外，二倍焦距点是成放大实像和缩小实像的分界点。

通过计算机模拟实验我们不难发现如下规律：

当物体从较远处向透镜靠近时，物距在不断减小，像和像距都在逐渐变大；

当物体从较近处远离透镜时，物距在不断增大，像和像距都在逐渐减小。

6、引导深入研究

提出讨论问题：

（1）、在成虚像和实像的情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，使它像一侧偏斜，观察火焰的偏斜情况。

（2）、如果我们用不同焦距的凸透镜，实验所得出的结论是否相同？

学生利用实验继续探究

三、课堂小结

像的虚、实与焦距有关。

像的大小与物距有关。当物距大于2倍焦距时，像距在焦距和2倍焦距之间，得到了倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，像距与物距相等，得到了与物等大的实像；当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，像距大于2倍焦距，得到了倒立、放大的实像；

当成虚像时，物、像的左右相反，上下相同；当成实像时，物、像的左右相反，上下也相反。

四、布置作业

1.课文第7页作业第1、2题。

课时作业设计

1、在做凸透镜成像的实验时，当蜡烛离凸透镜36cm时，它的像清晰地映在距凸透镜20cm另一侧的光屏上，所看到的像是_______的_______的_______像，所用的凸透镜的焦距_______18cm。（填“大于”，“小于”或“等于”）

2、凸透镜的焦距为8cm，物体放在离凸透镜12cm远处时，在凸透镜的另一侧光屏上将会出现物体_______，_______的实像。

3、判断像的虚实可用下列方法：能用眼睛看到，不能在屏上成像的是_______像；既能用眼睛看到，又能在光屏上成像的是_______像。

4、如图所示，是研究凸透镜成像的一次实验位置图，光具座上A、B、C三点分别用于放置器材，其中B点应放_______（填“光屏”，“蜡烛”或“凸透镜”）。若此时刚好光屏上得到清晰倒立、缩小的像，则蜡烛是放在_______点，此时蜡烛离凸透镜的距离_______焦距。

5、用凸透镜在光屏上得到烛焰的清晰的实像，如果将透镜的表面遮去其下面的一半，不让光透过，则光屏上像的变化情况是（    ）

A、屏上的像消失了

B、像变得模糊不清，需要重新调节光屏的位置

C、光屏上只有一半的烛焰的像

D、光屏上仍有完整的像，只是亮度减弱

6、在探究凸透镜成像规律的实验时，当蜡烛位于凸透镜某位置时，在透镜的另一侧的光屏上成一个倒立、放大的像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置互相交换，则在光屏上将出现一个（   ）

A、倒立、放大的实像                     B、倒立、缩小的实像

C、倒立、等小的实像                     D、得不到像

7、如图所示，用手拿着一个直径比较大的放大镜，伸直手臂观察窗外远处的物体，可以看到物体的像，则看到的是（    ）

A、正立的像          B、虚像         C、倒立的像        D、放大的像