物理人教八上课时教案(附答案)第5章透镜及其应用
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1、第 5 章 透镜及其应用 第 1 节 透 镜 1.知道凸透镜和凹透镜,知道凸透镜的焦点和焦距. 2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用. 一、凸透镜和凹透镜 【自主预习】 阅读课本第 90、91 页,完成下列填空: 1.镜片中间厚、边缘薄的透镜,叫做凸透镜. 2.镜片中间薄、边缘厚的透镜,叫做凹透镜. 3.透镜上通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴. 4.在透镜主光轴上,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做该透镜的光心. 【小组讨论】 1.取一个放大镜,用手摸一摸它的中间和边缘部分,发现厚度不一样,中间厚,边缘 薄.(填“厚”或“薄”) 2.取近视眼镜的镜片,用手摸一摸它的
2、中间和边缘部分,发现厚度不一样,中间薄,边缘 厚.(填“厚”或“薄”) 【教师点拨】 此处透镜的分类是依据透镜的形状特点进行的.应将透镜中间的厚度与透镜边缘的厚度 进行对比,进而得出透镜是凸透镜还是凹透镜的结论.因此中间凸出来的透镜不一定就是凸 透镜,如果中间凸出来,但是其厚度与边缘处的厚度相比,要薄些,仍然属于凹透镜. 【跟踪训练】 一些透镜的截面如图所示,在这些透镜中: (1)属于凸透镜的是 A、B、D,它们的共同特点是中间厚,边缘薄. (2)属于凹透镜的是 C、E,它们的共同特点是中间薄,边缘厚. 二、透镜对光的作用 【自主预习】 阅读课本第 91、92 页,完成下列填空: 1.凸透镜对
3、光有会聚作用. 2.凹透镜对光有发散作用. 3.平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后,折射光线会聚于一点射出. 4.从凸透镜焦点发出(或过焦点)的光经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴射出. 5.平行于凹透镜主光轴的光,经凹透镜折射后,折射光线发散射出,其反向延长线将交于 同侧虚焦点. 6.延长线经过凹透镜虚焦点的光,经凹透镜折射后,折射光线将平行于主光轴射出. 【小组讨论】 1.如图所示,使用两支激光灯,平行于凸透镜的主光轴向凸透镜照射,发现通过凸透镜后 的折射光线将交于一点. 2.如图所示,使用两支激光灯,平行于凹透镜的主光轴向凹透镜照射,发现通过凹透镜后 的折射光线将散开. 【教师点拨】
4、 1.凸透镜对光具有会聚作用,不是指凸透镜一定使光线经过凸透镜后相交.一束平行光 变得会聚、发散光变得平行(或更靠拢一些)、会聚光变得更会聚都是会聚作用的体现. 2.凹透镜对光具有发散作用,不是指凹透镜一定使光线经过凹透镜后散开.一束平行光 变得发散、 会聚光变得平行(或使相交的点变得更远)、 发散光变得更发散都是发散作用的体 现. 3.当我们知道平行于凸透镜主光轴的光经过透镜后会聚于焦点这一光路后,可以利用 “光路可逆”知识理解从焦点处发出的光经过凸透镜后会平行于透镜主光轴射出. 【跟踪训练】 放在凸透镜主光轴上焦点以内的点光源S发出的光,通过凸透镜后的光路如图所示,则下列 说法正确的是 (
5、 D ) A.凸透镜可以对光线起发散作用 B.凸透镜只对平行于主轴的光线起会聚作用 C.通过凸透镜后的光线是发散的,因此凸透镜的作用是对光线起发散作用 D.通过凸透镜后的光线发散程度比原来小,仍然是会聚的一种表现 三、焦点和焦距 【自主预习】 阅读课本第 92 页,完成下列填空: 1.凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点. 2.焦点到光心的距离叫做焦距. 3.让凸透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直到纸上的 光斑变得最小、最亮,测量出纸到凸透镜的距离,就是焦距. 【小组讨论】 1. 选择一晴好天气,取一凸透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调节
6、透镜与纸的 距离,会发现纸上的光斑在某一位置最小最亮.如果持续一段时间,纸上的该点将会燃烧起来. 凸透镜到纸上最小最亮的点的距离就是焦距. 2.将凹透镜正对太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调节纸与透镜间的距离,会发现纸 上的光斑大而暗,无论怎样调节纸与透镜间距离都不能出现最小最亮的一点. 3.凹透镜对光没有会聚作用,它不能将平行光会聚于一点,它有焦点吗?你的回答是有虚 焦点. 【教师点拨】 1.凸透镜能将平行于主光轴的光会聚于一点,该点是凸透镜的焦点.凸透镜左右两侧各 有 1 个焦点. 2.凹透镜对光虽然只有发散作用,但它的发散也不是杂乱的,平行于主光轴的光线经凹 透镜折射后其发散光线的反向
7、延长线也会交于一点,这一点没有实际光,所以该点称为凹透 镜的虚焦点.凹透镜左右两侧各有 1 个虚焦点. 【跟踪训练】 1.如图所示,甲图两条光线入射到凸透镜上,乙图一条光线入射到凹透镜上,F为焦点.请完 成甲、乙两图的光路作图. 答案:如图所示. 2.某物理学习小组,选择如图所示的四个透镜进行探究实验(其中 A、 B 和 C、 D 是两组形状相 同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成): (1)为了探究 “凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系” ,小组同学应选择图中的 哪两个凸透镜做实验?答:A、 C(填字母序号);器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行 的光,分别经过两凸
8、透镜后会聚于焦点处,如图甲、 乙所示.比较两次实验的现象,可以得到的 结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小; (2)如果选择 A、B 两个透镜,他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与材料的关系”. 第 2 节 生活中的透镜 1.了解照相机的结构、原理及其成像特点. 2.了解投影仪的结构、原理及其成像特点. 3.了解放大镜的结构、原理及其成像特点. 4.了解凸透镜形成实像和虚像的原因. 一、照相机 【自主预习】 阅读课本第 94、95 页,完成下列填空: 1.照相机的前面都有一个镜头,镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头 后会聚在胶卷上,形成被照物体的像. 2.物体经过照相机形成的像
9、是缩小、倒立的、实像 . 【小组讨论】 1.请各小组同学相互合作,完成课本第 94 页 “制作模型照相机” 实验,如图所示.思考并 完成下列问题: 通过模型照相机观察明亮窗外的景物,你会发现,半透明纸上的像是倒立(填“倒立” 或“正立”)、缩小(填“放大”或“缩小”)的实(填“实”或“虚”)像. 在观察景物时,是半透明纸朝向景物,还是凸透镜朝向景物?凸透镜. 在观察景物时,为了得到最清晰的像,需要调节半透明纸到凸透镜的距离大小吗?需 要. 2.找一架照相机,把镜头盖取下,观察镜头部分,它可能是凸透镜;打开照相机后盖,调节 快门,按下快门,并在照相机背面用一张白纸当作后盖,让镜头对着明亮的景物,
10、你会在白纸 上看到景物倒立的像. 【教师点拨】 1.照相机工作时,物体和像在凸透镜的两侧,其中物体离凸透镜远些,像离凸透镜近些. 2.照相机的最重要结构是镜头、 胶卷.但快门、 光圈也有不可忽视的作用.快门能控制物 体光线进入胶卷的时间,光圈能控制物体光线进入胶卷的面积,二者共同作用控制物体光线 进入胶卷的多少,进而控制胶卷上的像的清晰程度. 3.在对物体进行照相时,如果物体到照相机的距离改变,那么胶卷到镜头的距离也要随 之改变,这样胶卷上的像才清晰. 【跟踪训练】 如图所示是照相机的成像示意图,以下说法中正确的是 ( A ) A.照相机使用的是凸透镜 B.照相机使用的是凹透镜 C.所成的像是
11、正立、缩小的实像 D.所成的像是倒立、缩小的虚像 二、投影仪 【自主预习】 阅读课本第 95 页,完成下列填空: 1.投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头,来自投影片上物体的光,通过镜头后会聚在天 花板上,形成物体的像. 2.物体经过投影仪形成的像是放大、倒立的、实像. 3.投影仪上平面镜的作用是改变光的传播方向,使得射向天花板的光能在屏幕上成像. 【小组讨论】 完成课本第 95 页演示实验,思考并完成下列问题. 1.天花板上的像与投影片相比较,是放大还是缩小的?放大;是正立还是倒立的?倒立;是 实像还是虚像?实像. 2.天花板上的像到镜头的距离大于(填“大于”或“小于”)投影片到镜头的距离. 3
12、.要使天花板上的像变得更大些,应该使凸透镜靠近投影片,同时投影仪远离天花 板.(填“靠近”或“远离”) 【教师点拨】 1.要想通过投影仪在屏幕上看到物体正立的像,则物体在放置的时候应该倒放. 2.投影仪成倒立的像,不仅物像之间上下是相对颠倒的,左右也是相对颠倒的. 3.投影仪工作时,物体和像在凸透镜的两侧,其中物体离凸透镜近些,像离凸透镜远些. 【跟踪训练】 如图所示是上课经常使用的投影仪,请按要求回答. (1)平面镜的作用是:改变光的传播方向; (2)灯泡的作用是:充当光源; (3)若在屏幕上的像比较模糊(与投影片无关),调整方法是:适当调整镜头与投影片的距离、 屏幕与投影仪的距离. 三、放
13、大镜 【自主预习】 阅读课本第 95 页,完成下列填空: 1.放大镜就是一个凸透镜. 2.物体经过放大镜形成的像是放大、正立的、虚像. 【小组讨论】 请各小组同学用放大镜观察课本上的字,思考并完成下列问题: 将凸透镜逐渐远离书上的字,你会发现,当透过凸透镜可以看到书上的字正立时,凸透镜 越远,字的像越大(填“大”或“小”). 【教师点拨】 1.放大镜工作时,物体和像在凸透镜的同侧,眼睛应在物体的另一侧观察. 2.除了常见玻璃制的凸透镜之外,水透镜等其他一些透明材料做的透镜均可以制成放大 镜.如将一滴水滴在胶尺上,再来观察书上的字,同样可以起到放大的效果. 3.投影仪和放大镜成的像都是放大像,但
14、是投影仪所成的像是倒立放大的,而放大镜所 成的像是正立放大的. 【跟踪训练】 从圆形金鱼缸的侧面观察缸内水中的金鱼,看到的是金鱼正立的、 放大(填 “放大” 或 “缩小” ) 的虚(填“实”或“虚”)像. 四、实像和虚像 【自主预习】 阅读课本第 96 页,完成下列填空: 1.实像是由通过镜头的实际光线会聚而成的,能 (填“能”或“不能”)用光屏承接,物 体和像位于镜头的异侧(填“同侧”或“异侧”). 2.虚像是由通过镜头的折射光线(或反射光线)的反向延长线形成的,不能(填 “能” 或 “不 能”)用光屏承接,物体和像位于镜头的同侧(填“同侧”或“异侧”). 【小组讨论】 区别 实像 虚像 概
15、念 真实光线的交点 真实光线反向延长线的交点 倒立或正立 倒立 正立 是否能被光屏承接 能 不能 【教师点拨】 根据凸透镜成实像或虚像的定义,我们可以依据凸透镜的几条特殊光线确定物点经过凸 透镜所成的实像或虚像. 1.如实像:据定义可知,物点发出的光线经过凸透镜后,各条折射光线将会有一个共同的 交点,该共同的交点即像点.而数学知识告诉我们,两条直线即可确定一个交点.因此在寻找 物点的像点时,我们只需要找出物体发出的两条特殊入射光线(如过光心的光线、 过焦点的光 线等),作出对应的特殊的折射光线,找到交点,即像点. 2.如虚像:据定义可知,物点发出的光线经过凸透镜后,各条折射光线的反向延长线将会
16、 有一个共同的交点,该共同的交点即虚像点.因此我们同样可以找出物体发出的两条特殊入 射光线,作出对应的特殊的折射光线,找到反向延长线的交点,即像点. 【跟踪训练】 关于实像和虚像,下列说法中正确的是 ( D ) A.实像是凸透镜所成的,虚像则不是 B.虚像是由平面镜所成的,所以虚像一定由光的反射而形成 C.实像可有放大的,也可有缩小的;而虚像只有放大的 D.实像能用光屏接收到,虚像则不能 第 3 节 凸透镜成像的规律 第一课时 探究凸透镜成像的规律 理解凸透镜成像的规律. 一、物体成倒立、缩小实像 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,查阅资料,完成下列填空: 1.物体成倒立缩小实像的条件
17、是:物距在两倍焦距以外的范围,像距在一倍与两倍焦距 之间的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?照相机. 【小组讨论】 请各小组同学相互合作,完成下列实验. 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 80 cm、60 cm、40 cm、30 cm、25 cm,并分别调节光屏 的位置,使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中,像相对于原物体都是缩小(填“放大” 或“缩小”)、倒立(填“正立”或“倒立”)的实像,物距的
18、共同点是大于 2f,像距的共同点 是在f与 2f之间,说明物体成倒立缩小实像的条件是:物体在凸透镜的 2 倍焦距以外. 【教师点拨】 1.实验中,使烛焰中心、 光屏中心、 凸透镜中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央; 实验中,应让蜡烛从离凸透镜很远的地方向凸透镜靠近,每次在光屏上成像时,就记录下像的 性质、物距、像距,这样便于寻求普遍规律. 2.可以利用如下作图法理解成像特点. 3.利用上述方法可知,若把物体AB放在 2F点上,物体将成倒立等大的实像,且像距也为 2f;若把物体AB放在F点上时,物体将不成像. 【跟踪训练】 1.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律. (
19、1)如图所示,为了测出凸透镜的焦距,小明同学将凸透镜正对着太阳光,再把光屏放在它的 另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小光亮的光斑,就可以测出该凸透 镜的焦距为 10.0 cm. (2)小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在水平桌面上无论怎样移动光屏,都 不能承接到烛焰的像,原因可能是物距小于焦距. (3)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向上移动. 2.如图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶或发生交通事故 时的现场照片.摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与照相机(填“照相机”“投 影仪”或“放大
20、镜”)相似.如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍 下的两张照片,由图可以看出汽车是逐渐远离(填“靠近”或“远离”)摄像头的. 二、物体成倒立、放大实像 【自主预习】 1.物体成倒立放大实像的条件是:物距在一倍与两倍焦距之间的范围,像距在两倍焦距 以外的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?投影仪. 【小组讨论】 请各小组同学相互合作,完成下列实验: 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 18
21、 cm、15 cm、13 cm、11 cm,并分别调节光屏的位置, 使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中,像相对于原物体都是放大(填“放大”或“缩 小”)、倒立(填“正立”或“倒立”)的实像.物距的共同点是在f与 2f之间,像距的共同点 是大于 2f,说明物体成倒立放大实像的条件是:物体在凸透镜的 1 倍焦距与 2 倍焦距之间. 【教师点拨】 1.该成像特点同样可以由右面的作图方法进行理解.也可以根据第一条规律由光路可逆 的思路进行理解. 2.对比第一条、第二条规律可知:当物距大于 2 倍焦距时,所成的像都是缩小的,当物距 小于2倍焦距时,所成的像都是放大的,由此可见,成实像时,2倍焦距点
22、是放大像和缩小像的 分界点. 3.对比第一条、 第二条规律可知:当物距逐渐减小时,像距逐渐增大,像也逐渐增大.由此 可见,成实像时,有“物近像远像变大”的规律. 【跟踪训练】 小明自制了一个简易投影仪(如图所示),在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色 环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为 10 cm 的凸透镜.调整手电筒、 凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰正立放大的像,下列说法错误的是 ( A ) A.手电筒与凸透镜的距离应小于 10 cm,且胶片应正立放置 B.手电筒与凸透镜的距离应大于 10 cm 小于 20 cm,且胶片应倒立放置 C.能从不
23、同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.将白色的墙上蒙上一层红布,可以看到奥运标志的像中五环的颜色只有红色和黑色 三、物体成正立、放大虚像 【自主预习】 阅读课本第 97、98 页,查阅资料,完成下列填空: 1.物体成正立放大虚像的条件是:物距在一倍焦距以内的范围. 2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律?放大镜. 【小组讨论】 1.取一支蜡烛,一个焦距为10 cm的凸透镜,一个光屏,一个光具座.从左至右依次放好蜡 烛、凸透镜、光屏,点燃蜡烛,调整透镜、光屏,使它们的中心与烛焰的中心在同一高度. 2.分别让蜡烛与透镜的距离为 8 cm、6 cm、3 cm,
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