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第5節(jié) 科學(xué)探究:凸透鏡成像
【素養(yǎng)目標(biāo)】
1.認(rèn)識凸透鏡、凹透鏡并知道其對光的作用,會畫凸透鏡會聚光、凹透鏡發(fā)散光的光路圖。
2.舉例說出透鏡在生活中的應(yīng)用。
◎重點:凸透鏡成像規(guī)律的探究及其應(yīng)用。
【評價任務(wù)】
通過任務(wù)驅(qū)動一完成課時重點目標(biāo);
任務(wù)驅(qū)動二完成目標(biāo)1的學(xué)習(xí)。
【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】
在一次南極考察任務(wù)中,科考隊員到達(dá)南極,卻發(fā)現(xiàn)取火工具弄丟了,隊員的生命可能受到危險,就在大家一籌莫展的時候,有一位隊員看著冰天雪地的南極和明晃晃的太陽,想到了一個辦法,成功地生著了火,其實在古代就有人用這種方法取火。
問題:你知道他是用什么方法取火的嗎 生活中你見到過這種取火方法嗎 要回答這些問題,需要我們掌握以下知識。
【答案】預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
可以把冰制成凸透鏡,通過凸透鏡會聚太陽光來提高可燃物的溫度,達(dá)到燃燒的目的。
知識點1認(rèn)識透鏡
1.在如圖所示的透鏡中,屬于凸透鏡的是 ,他們的共同特點是中間厚,邊緣薄;屬于凹透鏡的是 ,他們的共同特點是中間薄,邊緣厚。近視眼鏡、老花鏡、放大鏡中, 是凹透鏡。
【答案】知識點一
1.A、B、D　C、E　近視眼鏡
知識點2透鏡對光的作用
2.把老花鏡(凸透鏡)和近視鏡(凹透鏡)分別正對太陽光,觀察太陽光經(jīng)透鏡折射后的情況。
現(xiàn)象:太陽光經(jīng)凸透鏡折射后,會聚在一點,可見凸透鏡對光有 的作用。而太陽光經(jīng)凹透鏡折射后,發(fā)散射出,凹透鏡對光有 的作用。
對點自測
1.嘗試完成光路圖,并在圖中標(biāo)出凸透鏡的主光軸、光心、焦點、焦距。
2.試著畫出光通過透鏡后的折射光線。
3.你會用太陽光測出凸透鏡的焦距嗎
讓凸透鏡 太陽光,并移動凸透鏡的位置,直到地面上出現(xiàn) 的光斑,用刻度尺測出 到 的距離就是該凸透鏡的 。
【答案】知識點二
2.會聚　發(fā)散
對點自測
1.
2.
3.正對　最小最亮　光斑　凸透鏡中心　焦距
知識點3透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用
3.透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用
(1)照相機:成 立、 的 像。
(2)投影儀:成 立、 的 像。
(3)放大鏡:成 立、 的 像。
對點自測
2.道路監(jiān)控攝像頭在生活中很常見,攝像頭可以將道路交通實況傳輸給監(jiān)控器。攝像頭的鏡頭是一個 透鏡,當(dāng)汽車逐漸靠近攝像頭時,汽車通過攝像頭成的 (選填“虛”或“實”)像逐漸 (選填“變大”或“變小”)。
【答案】知識點三
3.(1)倒　縮小　實
(2)倒　放大　實
(3)正　放大　虛
對點自測
2.凸　實　變大
【合作探究】
任務(wù)驅(qū)動1探究凸透鏡的成像,并總結(jié)其成像規(guī)律
【提出問題】
1.凸透鏡成像的大小、倒正、虛實是變化的嗎
2.凸透鏡成像特點與什么有關(guān)
【猜想與假設(shè)】
1.凸透鏡既可以成倒立、縮小的實像,也可以成倒立、放大的實像,還可以成正立、放大的虛像。
2.凸透鏡成像特點與“物距和焦距的關(guān)系”有關(guān)。
【設(shè)計實驗與制訂計劃】
(1)明確物距和像距:物距是 到凸透鏡光心的距離;像距是 到凸透鏡光心的距離。
(2)選光屏:為了方便從不同方向觀察光屏上的像,光屏應(yīng)選用較 (選填“粗糙”或“光滑”)的玻璃板。
(3)測焦距:探究前先測量凸透鏡的焦距。如乙圖,一束平行主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后,在光具座光屏上形成一個最小、最亮的光斑,該凸透鏡的焦距為 cm。
(4)調(diào)高度:在實驗中,成像的物體是 (選填“蠟燭”或“燭焰”)。點燃蠟燭后,調(diào)整燭焰中心、凸透鏡光心、光屏中心在 ,目的是使像呈在 。
【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】
(1)如圖甲,把蠟燭放在20 cm刻度線處、凸透鏡放在50 cm刻度線處,移動光屏直到光屏上出現(xiàn)清晰的像,觀察像的特點并記錄像距,把實驗結(jié)果記錄在下面表格中。
(2)移動蠟燭,使其位于30 cm刻度線處,移動光屏直到光屏上出現(xiàn)清晰的像,觀察像的特點并記錄像距,把實驗結(jié)果記錄在下面表格中。
(3)移動蠟燭,使其位于35 cm刻度線處,移動光屏直到光屏上出現(xiàn)清晰的像,觀察像的特點并記錄像距,把實驗結(jié)果記錄在下面表格中。
(4)移動蠟燭,使其位于45 cm刻度線處,從光屏一側(cè)向透鏡觀察像的特點,把實驗結(jié)果記錄在下面表格中。
物距 (u/cm) 成像特點 像距 (v/cm)
倒/正 大/小 虛/實
30 倒立 縮小 實 15
20 倒立 等大 實 20
15 倒立 放大 實 30
5 正立 放大 虛
【分析與論證】分析上面表格,完成下列問題:
(1)物距(u)和焦距(f)滿足下面關(guān)系時,成像特點:
①u>2f,成 立、 的 像;
②u=2f,成 立、 的 像;
③f(2)成像特點的分界點:
①虛實:當(dāng)u>f時,成 像;當(dāng)u②縮小和放大:u>2f時,成 的像;當(dāng)u<2f時,成 的像。
(3)像的移動問題:
①成實像時,物距變小、像距變大,像變大。
②成虛像時,物距變小、像距變小,像變小。
【評估與交流】
(1)隨著實驗的進(jìn)行,蠟燭逐漸變短,為了重新使像成在光屏中央,應(yīng)該 ( )
A.向上移動光屏　　　B.向上移動凸透鏡
C.向下移動光屏 D.向下移動凸透鏡
(2)在實驗中,小明不小心用手碰到了凸透鏡,同組的小紅發(fā)現(xiàn)了一個神奇的現(xiàn)象 ( )
A.像不完整
B.光屏上出現(xiàn)了手的像
C.像完整,但是變暗了
【答案】任務(wù)驅(qū)動一
【設(shè)計實驗與制訂計劃】
(1)物體　像
(2)粗糙
(3)10.0
(4)燭焰　同一高度　光屏的中央
【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】
(1)①倒　縮小　實
②倒　等大　實
③倒　放大　實
(2)①實　虛
②縮小　放大
【評估與交流】
(1)AD　(2)C
任務(wù)驅(qū)動2嘗試用光路圖解釋成像規(guī)律
問題思考:利用畫圖,探究凸透鏡成像的規(guī)律。畫出物體在兩倍焦距外,在一倍焦距和兩倍焦距之間以及在焦點以內(nèi),凸透鏡成像的光路圖。
【答案】任務(wù)驅(qū)動二
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