凸透镜成像教学导学案1.docx
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凸透镜成像教学导学案1.docx
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凸透镜成像教学导学案1
凸透镜成像教学导学案(第1课时)
学习目标
【知识目标】了解什么是凸透镜,什么是凹透镜,了解透镜的焦点、焦距。
了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
【能力目标】观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
【思维目标】能保持对自然界的好奇,初步领略自然现象的美好与和谐。
学习重点
通过观察和实验,了解凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用。
学习难点
凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用,会正确作出光路图。
学习过程
备注
◆正面思考主动学习
一.预习与交流
1.两类透镜
凸透镜:
中间、边缘的透镜,如:
老花镜,放大镜、望远镜的物镜
凹透镜:
中间、边缘的透镜,如:
近视眼镜;
2、焦点和焦距:
主光轴:
凸透镜和凹透镜的表面可以看成是球面的一部分,通过透镜的两个球面的球心的直线叫做主光轴。
光心:
透镜的中心主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变,这个点就叫做透镜的光心,用字母O表示。
我们可以认为厚度很薄的薄透镜的光心就在透镜的中心,我们所研究的透镜都是薄透镜。
焦点:
与主光轴平行的光线通过凸透镜后到一点,叫凸透镜的焦点。
焦距:
焦点到的距离。
3.透镜对光的折射作用:
(1)、凸透镜对光有作用,又叫透镜。
(2)、凹透镜对光有作用,又叫透镜。
二.合作交流解读探究
凸透镜对三种特殊光线的作用:
1、过光心的光线传播方向不变(如图所示)。
2、平行于主光轴的光线入射到凸透镜上,这束平行光就会会聚于主光轴的焦点上,如图所示:
3、从焦点发出的光线经凸透镜后,这束平行光会平行于主光轴,如图所示:
凹透镜对三种特殊光线的作用:
1、过光心的光线传播方向不变(如图所示)。
2、平行于主光轴的光线入射到凹透镜上,这束光线的折射光线的反向延长线相交于主光轴上一点,即凹透镜的焦点上,如图所示:
3、由光路可逆可知,一束指向凹透镜焦点会聚的光线经凹透镜后,会变成一束平行于主光轴的平行光。
(如图所示)
总之:
①平行于主光轴的光线折射后通过焦点.对凹透镜来说,是折射光线的反向延长线经过虚焦点.
②通过焦点的光线(对凹透镜而言,是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行.
③通过光心的光线不改向.
凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用:
总结本节内容,明确重、难点,完成表格。
项目
凸透镜
凹透镜
外形
中间、边缘
中间、边缘
对光线的作用
对光线有作用
对光线有作用
焦点
平行主轴的光线经透镜折射后实际光线会聚的点(实焦点)
平行主轴的光线经透镜折射,折射光线的反向延长线会聚的点(虚焦点)
光路图
反面质疑交流辩论
给你一个透镜,你能用几种方法判断它是凸透镜还是凹透镜?
请说出判断的方法
◆合学共商检测过关
1.下列光学器件中,对光有会聚作用的是()
A、平面镜B、凸面镜C、凸透镜D、凹透镜
2.关于透镜,下列说法正确的是()
A.光线通过凸透镜一定会会聚于一点B.光线通过凹透镜一定不会相交
C.光线只对平行光有会聚作用D.平行主光轴的光经凸透镜交于焦点
3.下列说法正确的是()
A、凸透镜对光有会聚作用,所以经过凸透镜光心的光要改变传播方向
B、凹透镜对光有发散作用,所以经过凹透镜光心的光要改变传播方向
C、不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光传播方向不变
D、以上说法都不对
4.远在公元前2世纪,我国就有人用冰磨成凸透镜,对着太阳光取火,这是利用了凸透镜对光的___________作用.
5.一束平行光线照射到某透镜后,光线发散了,这个透镜一定是()
A.凸透镜B.凸镜C.凹透镜D.凹镜
6.下图表示一条光线经过三棱镜后的光路图,其中正确的是( )
7.如图所示的4块光学元件,要使下面的光路图成立,虚线框内应单独放入的镜是()A.1和3B.2和4C.1和2D.3和4
8.光穿过透镜时,关于折射情况,下列说法正确的是()
A.穿过一个透镜,光线就只经过了一次折射;
B.穿过一个透镜,光就会在透镜与空气交界面的两个面上产生两次折射;
C.光在穿过透镜的整个过程中,都在连续不断地进行折射;
D.透镜越厚,折射就越厉害
9.关于透镜对光线的作用,下列叙述不正确的是()
10.请根据透镜的特征完成光路图
11.请在图中填上适当的透镜
12.下列说法正确的是()
A.凸透镜对光线有会聚作用;
B.点光源发光经凸透镜后的光线一定是发散的;
C.凹透镜对光线有发散作用;
D.点光源发光经凹透镜后的光线一定是发散的.
13.我们所指的薄透镜是()
A.厚度很薄的透镜B.中央很薄的透镜
C.中央比两头薄的透镜D.厚度比球面半径小得多的透镜
凸透镜成像教学导学案(第2课时)
学习目标
【知识目标】理解凸透镜的成像规律
【能力目标】
(1)能在探究活动中,初步获得提出问题的能力;
(2)通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法;(3)学习从物理现象中归纳科学规律的方法.
【思维目标】具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理
(2)乐于参与观察、试验、制作等科学实践.
学习重点
凸透镜成像规律
学习难点
凸透镜成像的原理和对凸透镜性质的描述
学习过程
备注
◆正面思考主动学习
一.预习与交流
1.探究凸透镜成像规律的实验
(1)在光具座上依次放上蜡烛、、;
(2)实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______________,目的是____________________________。
2.实像被光屏承接,虚像被光屏承接(填“能”或“不能”)。
实像与物体位于凸透镜的侧,虚像与物体位于凸透镜的侧。
二.合作交流解读探究
探究凸透镜成像规律:
实验:
将一支点燃的蜡烛和一张纸竖直放在凸透镜的两侧,移动蜡烛和白纸的位置,你能发现什么?
(提示:
成像情况,焦距f;物体离凸透镜的距离为物距,用u表示;像到凸透镜的距离为像距,用v表示)
(一)提出问题:
凸透镜成像情况到底与什么因素有关呢?
(二)猜想假设:
(学生说出自己的猜想,可以进行小组讨论。
)
(三)制订计划
1、你认为需要哪些器材探究凸透镜成像?
2、你认为除了观察像的、、特点外,还需测量什么?
(提示:
凸透镜焦距已知,不必测量,标签上已注明)
3、参考课本74、75两页,你认为该实验应分几种情况来研究,该怎样设计试验?
(四)进行实验
注意:
实验前要调整蜡烛光屏和凸透镜的高度,使它们的中心在同一高度上。
1、把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒.记下物距u和像距v(此步骤做两次)。
2、把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f
3、继续移近蜡烛,使物距u 并观察像的大小和正倒.记下物距u和像距v(像距只需估测)(此步骤做两次)。 4、把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜,同时移动光屏保证屏上的像清晰,注意观察像的大小、正倒以及像距的大小,看有什么规律. (5)数据收集 根据计划进行实验探究,并把现象和数据填在表格中 物距与焦距关系 物距 u/cm 像的性质 像距 正倒 大小 实虚 v/cm u>2f u>2f f f u u (六)分析数据得出结论 1、像的虚实: 当物体放在______________时,凸透镜成实像,当物体放在_____________时,凸透镜成虚像.点是成实像和虚像的分界点 2、像的大小: 当物体放在______________时,凸透镜成的像是缩小的实像.当物体放在_______________时,凸透镜成的像是放大的实像.成实像时,点是成放大像和缩小像的分界点._____缩小的虚像(填“有”或“没有”) 3、像的正倒: 凡是实像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”);凡是虚像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”)成实像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”);成虚像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”)。 4、当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的像逐渐_______,像离凸透镜的距离逐渐_______(填“变大”或“变小”)。 反面质疑交流辩论 关于凸透镜所成的像判断对错 (1)凸透镜只能成实像,不能成虚像() (2)凸透镜所成实像都是倒立的,虚像都是正立的() (3)所有放大的像都是虚像,所有缩小的像都是实像。 () (4)能用光屏承接的像是实像,不能用光屏承接的像是虚像。 () ◆合学共商检测过关 1、一束平行光正对凸透镜照射时,在离透镜15cm处的光屏上得到一个亮点,那么当物体位于透镜前35cm处时,在透镜的另一侧可得到() A、倒立缩小的实像B、倒立放大的实像 C、正立放大的虚像D、正立缩小的虚像 2、已知凸透镜的焦距为10厘米,物体离开凸透镜的距离为15厘米,那么所成像是() A、倒立缩小的实像B、倒立放大的实像 C、正立缩小的像D、正立放大的像 3、在“研究凸透镜成像”实验中 (1)实验所需的主要器材有光具座、___________、___________、___________。 (2)把凸透镜、光屏、蜡烛放在一条直线上,要调整________和________的高度,使它们的中心大致在______________。 (3)把烛焰放在距凸透镜2倍焦距以外,移动光屏时,眼睛要观察________,一直到光屏上出现______________为止,这时光屏上成的是________、________的实像。 (4)如果保持凸透镜位置不变,先后把烛焰放在图中a、b、c、d各点,分别调整光屏的位置,则烛焰放在_______点时,光屏上的像最小,放在_______点,光屏上的像距镜最远。 4.(2010江苏宿迁模拟)一束平行光线经凸透镜折射后的传播方向如图3-3-4(a)所示,由图可知,此透镜的焦距大小约为__________cm;若将一烛焰放在此凸透镜左侧2cm处,如图3-3-4(b),则透过透镜可以看到一个__________、__________的虚像。 图 图3-3-43-3-8 5.物体通过凸透镜在光屏上可以得到的像是() A正立放大的虚像B正立缩小的实像C倒立的实像D正立缩小的虚像 6.在“研究凸透镜成像”的实验中,当凸透镜、烛焰和光屏放在图3-3-8中A、B、C三个位置时,屏上成一个缩小的像,则在A点位置放的是____________,在B点位置放的是____________,在C点位置放的是____________ ◆论坛展示迁移运用 1.做“研究凸透镜成像”的实验,当把蜡烛放在下图中的a点位置时,光屏在另一侧的适当位置处将得到________像,(填,大小,倒正,虚实)若将蜡烛从a点移到b点时,得到_______像。 2.(2010福建莆田模拟)在研究凸透镜成像实验中,当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时,眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图3-3-7中的() 图3-3-7 ◆思维日记智慧前行 1.这节课我学到了什么知识? 2.我感受到了什么? 3.还存在什么疑惑呢? 凸透镜成像教学导学案(第3课时 学习目标 【知识目标】加深对凸透镜成像规律的认识 【能力目标】通过对凸透镜成像规律的进一步认识和理解,培养学生综合分析能力 【思维目标】激发科学的求知欲,乐于探索自然现象,继续保持对自然界的好奇。 学习重点 对凸透镜成像规律的理解 学习难点 运用凸透镜成像规律解决实际问题 学习过程 备注 ◆正面思考主动学习 一.知识回顾,并总结凸透镜成像的规律(完成表格) 二.对规律的进一步认识 1、一焦距分虚实,二倍焦距分大小。 (1)当物体放在______________时,凸透镜成实像,当物体放在_____________时,凸透镜成虚像,点是成实像和虚像的分界点; (2)当物体放在______________时,凸透镜成的像是缩小的实像;当物体放在_______________时,凸透镜成的像是等大的实像;当物体放在______________时,凸透镜成的像是放大的实像.点是成放大像和缩小像的分界点。 2.、像的正倒: 凡是实像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”);凡是虚像都是(填“正立”或“倒立”)的,且在光屏上(填“能”或“不能”)成实像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”);成虚像时,像和物在凸透镜的(填“同侧”或“异侧”)。 3.物距与像距的大小决定像的性质: (1)当u>v时,成、的实像; (2)当u=v时,成、的实像; (3)当u 4.实像总是倒立的,且物像左右相反(即物像上下、左右完全颠倒); 虚像总是正立的,且物像左右相同(即物像上下、左右完全一致); 5.凸透镜成像的变化规律 (1)当u>f,即成实像时(物象异变、像像同变): 物近像像变;物远像像变; (2)当u>f,即成虚像时: 物近像像变;物远像像变; (3)不论是成实像还是虚像,物体离焦点越近,所成的像越大,像距也越大。 三、典例精讲 例1一个焦距为10cm的凸透镜,当物体从离透镜30cm处逐渐移到离透镜20cm处的过程中,像与像距的变化为() A.像逐渐变小,像距逐渐变小 B.像逐渐增大,像距逐渐增大 C.像先小后大,像距逐渐增大 D.像逐渐增大,像距逐渐变 变式练习1.在观察凸透镜成像的实验中,把物体从距凸透镜2倍焦距之外逐渐向凸透镜靠拢的过程中,光屏上所成的像将() A.一直变大B.一直变小 C.先变大后变小D.先变小后变大 例2一个物体在凸透镜前20cm处,在屏上成一倒立缩小的像,则透镜的焦距f() A.10cm C.f<10cmD.f>20cm 变式练习2.在研究凸透镜成像实验时,当烛焰离透镜12cm时成的是放大的实像,当烛焰离透镜7cm时成的是放大的虚像,则这个透镜的焦距不可能是下列的哪个值() A.8cmB.10cmC.11cmD.14cm 例3许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”)。 从室内透过防盗门镜向外看,可以看到来客的正立、缩小的像。 由此可以断定,此时防盗门镜的作用相当于一个() A.凸透镜B.凹透镜 C.凸透镜和凹透镜D.玻璃砖 思路解析: 它是由凹透镜和凸透镜组合而成的。 从室内通过”猫眼”向室外观看,可以看到室外正立缩小的景象,能看到较大的范围情况;凹透镜对光线有发散作用,才会看到较大的范围,凹透镜应在外边,两透镜之间的距离等于凸透镜的焦距。 例4(2010江苏徐州课改区模拟)如图3-3-3所示,是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置,其中还需要调整的是____________。 调整后烛焰能在光屏上成____________立的实像,若想使像变大,应将蜡烛向____________移。 图3-3-3 变式练习3.在“研究凸透镜成像”实验中,当光屏、透镜及烛焰相对位置如图所示时,恰好在光屏上能看到烛焰缩小的像,由此可判断它的焦距()A.小于12cmB.大 于12cmC.等于12cmD.小于24cm而大于12cm。 例5.(2010江苏连云港模拟)如图3-3-2是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像。 若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则() 图3-3-2 A.移动光屏,可以在屏上得到倒立放大的像 B.移动光屏,可以在屏上得到倒立缩小的像 C.移动光屏,可以在屏上得到正立放大的像 D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到清晰的像 例6一个物体在凸透镜前的主光轴上,在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像,当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后,物体此时在光屏上形成的像是() A.只有上半部分,亮度不变 B.只有下半部分,亮度不变 C.与原来相同,亮度不变 D.与原来相同,亮度变暗 变式练习4.用凸透镜在光屏上得到烛焰清晰的实像,如果将透镜的表面遮去其下面的一半,结果是() A.像的上半部分没有了B.像的下半部分没有了 C.像全存在,但上半部分变暗了D.像全存在,但整个像变暗了 反面质疑交流辩论 若在探究凸透镜成像规律的实验时,无论怎样移动光屏,在光屏上都得不到像,原因可能有哪些? ◆合学共商检测过关 1.2010天津模拟)如图3-3-1所示,凸透镜的焦距为8cm,当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12cm的位置处时,调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像,则在光屏上得到一个() 图3-3-1 A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的实像D.正立放大的虚像 2.当物体距离凸透镜8㎝时在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大的实像,若保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2㎝,则在光屏上又成一清晰的像,则凸透镜的焦距为() A.f<2㎝B.2㎝<f<4㎝C.4㎝<f<5㎝D.5㎝<f<8㎝ 3.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个放大的像,若保持凸透镜位置不变,把烛焰和光屏位置对调一下,则() A、光屏上仍能成一个放大的像B、光屏上能成一个缩小的像 C、光屏上不能成像,但通过透镜能看到D、以上说法都不对 4.在凸透镜2倍焦距以外的地方,沿主光轴方向平放一根粗细均匀的棒AB,如图3-3-6所示,则形成的像A′B′为() 图3-3-6 A.比实物短,且B′端比A′端粗B.比实物短,且A′端比B′端粗 C.比实物长,且B′端比A′端粗D.比实物长,且A′端比B′端粗 ◆论坛展示迁移运用 1.小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时,光屏 上得到了清晰的像。 则 A.得到的像是正立缩小的实像 B.得到的像是倒立放大的实像 C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的清晰像变小 D.把蜡烛向右移动少许,要得到清晰的像,应向左移动光屏 2.如图3所示,在光屏上有清晰放大的像,现将蜡烛和光屏的位置互换,那么在光屏上将看到() A.缩小的、倒立的实像B.等大的、倒立的实像 C.放大的、倒立的实像D.放大的、正里的虚像 ◆思维日记智慧前行 凸透镜成像教学导学(第4课时) 学习目标 【知识目标】1.了解凸透镜在日常生活中的应用. 2.知道凸透镜能够成倒立的缩小的像和放大的像,知道凸透镜能够把物体放大. 3.提高实验技能和观察能力. 【能力目标】1.经历制作模型相机的过程,了解照相机的成像原理. 2.经历操作和观察投影仪的投影过程,了解投影仪的原理. 3.经历用凸透镜作为放大镜观察物体的过程. 【思维目标】1.通过模拟相机的制作和使用,领略成功的愉悦. 2.具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理. 3.初步建立将科学技术应用于实际的意识. 学习重点 照相机、投影仪的成像原理 学习难点 成像原理的理解 学习过程 备注 ◆正面思考主动学习 一.预习与交流 1.照相机的镜头相当于一个________________。 来自于物体的光经过照相机镜头后会聚于胶卷上,形成一个_________立、___________的_______像。 2.投影仪上方有一个凸透镜,它的作用是使物体成一个___________立、___________的_______像。 投影仪上方的平面镜的作用是________________。 3.放大镜是一个________________镜,通过放大镜看到的是一个_________立、___________的_______像。 二.合作交流解读探究 (一)照相机 A、原理: u>2f,在f与2f之间成倒立、缩小的实像。 B、结构: 镜头是一个短焦距的凸透镜,胶片相当于光屏,光圈控制进入镜头的光线的多少,快门控制曝光的时间。 2、投影仪 A、原理: f B、结构: 镜头就是一个凸透镜,屏幕相当于光屏,平面镜改变光路。 C、使用方法: 投影片一定要倒放 三、放大镜 A、原理: u B、结构: 放大镜就是一个凸透镜。 C、使用方法: 被观察的物体一定要放在焦距以内。 4、使用照相机、投影仪时调节像大小的方法: 牢记“像物异 变、像像同变” 五.典例精讲 例1.照相机的调焦装置是用来调节镜头到__________的距离的,当拍摄近的景物时,镜头要往前伸,离胶片__________一些,光圈是用来控制进入镜头__________多少的;快门是用来控制曝光__________的. 变式练习1.一个人照一张一寸照片后,又想照一张2寸照片,摄影师应使() A.照相机远离人,暗箱拉长B.照相机远离人,暗箱缩短 C.照相机靠近人,暗箱拉长D.照相机靠近人,暗箱缩短 例2投影仪是教学中常用的仪器,如图3-2-4所示是投影仪的结构图,在水平位置的凸透镜的正上方有一与水平面成45°角的平面镜,右边竖直放一屏幕。 物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后,可在屏上成一清晰的像。 一教师在使用投影仪时,发现在屏幕上的画面太小,正 确的调节方法是() 图3-2-3 A.减小投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离 B.减小投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离 C.增大投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离 D.增大投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离 变式练习2.用幻灯机放映幻灯片时,银幕上出现的是正常画面,但若有一个小虫正好飞落在凸透镜镜片上,此时对画面的影响为() A.几乎无影响B.画面上有只小虫C.画面上有小虫,但不清晰D.画面变得模糊 例3(2010江苏苏州模拟)小明用焦距为10cm的放大镜去观察邮票,想看清楚邮票上的细微之处,如图3-2-3所示,这时放大镜与邮票间的距离应() A.等于10cmB.小于10cmC.大于20cmD.在10cm与20cm之间 变式练习3.用放大镜观察昆虫标本时,为了看得更清楚些,应尽可能让凸透镜离标本_______
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