5.3 凸透镜成像的规律 --2024-2025学年物理人教版八年级上册

5.3 凸透镜成像的规律 第五章 透镜及其应用 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 课时讲解 1 课时流程 2 探究凸透镜成像规律的实验 凸透镜成像规律 学习目标 知识点 探究凸透镜成像规律的实验 知1－讲 1 1. 实验目的 探究凸透镜成像的虚实、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有什么关系。 2. 实验装置图(如图1 所示) 感悟新知 知1－讲 3. 三个物理量(如图2 所示) (1)焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f 表示； (2)物距：物体到透镜的距离， 用u 表示； (3)像距：像到透镜的距离， 用v 表示。 感悟新知 知1－讲 4. 实验过程中应注意的问题 (1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在光具座上，并调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上，使烛焰的清晰像能成在光屏中心，便于观察。 (2)每次实验中，只能通过移动光屏使光屏上得到清晰的像，而不能通过移动蜡烛使光屏上得到清晰的像。 感悟新知 知1－讲 (3)在光具座上做实验时，最好选用焦距为10 cm 左右的凸透镜。若焦距过大，将无法调节物距和像距。 (4)在探究物距满足f<u<2f 的情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像太大，不能在光屏上呈现。 感悟新知 知1－讲 深度理解: 1. 成像物体为烛焰，利用烛焰进行实验，可以成更清晰的像。 2. 此处的“高度”不可改为“直线”；调节时，应先点燃蜡烛。 3. 清晰像的确定：光屏向前移，烛焰的像变模糊；光屏向后移，烛焰的像也变模糊，则这个位置就是成清晰像的位置。 感悟新知 知1－讲 4. 移动光屏的方法：每次实验中，应先让光屏贴近凸透镜，再逐渐远离凸透镜，直至观察到光屏上出现清晰的像(或一直都没看到清晰的像)，而不能意左右移动光屏。 5. 多次测量：在同一个物距范围内取两组以上的物距探究，是为了排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性。 感悟新知 知1－练 例 1 小芳同学在探究凸透镜成像规律的实验中，她先按如图3 所示的装置图完成仪器装配。经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向____调；或将凸透镜向____调；或将光屏 向____调。(均填“上” 或“下”) 上 下 上 感悟新知 知1－练 解题秘方：烛焰移动，凸透镜不动，物像绕光心转动，物像朝相反方向移动；凸透镜移动，烛焰不动，镜像绕烛焰转动，镜像朝相同方向移动；光屏移动，像不移动。 解析：蜡烛向上调，凸透镜向下调，像会向下运动至光屏中央；直接把光屏向上调也可以使像成在光屏中央。 感悟新知 知1－练 1-1. 做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，要调 整凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度，以下方法最方便、合理的是( ) A. 眼睛平视，把“三心”调整到同一高度 B. 用刻度尺测量，准确控制“三心”在同一高度 C. 在光具座上把蜡烛、透镜、光屏移到一起，调整“三心”在同一高度再分开 D. 用眼睛直接观察各器件光心位置，高度大概相同即可 C 感悟新知 知2－讲 知识点 2 1. 凸透镜成像规律及其应用 凸透镜成像规律 情况 物距u 像的性质 像距v 应用 正倒 大小 虚实 1 u ＞ 2f 倒 缩小 实 2f＞v＞f 照相机、摄像机、摄像头 2 u=2f 倒 等大 实 v=2f 测焦距、微焦摄影 感悟新知 知2－讲 情况 物距u 像的性质 像距v 应用 正倒 大小 虚实 3 2f＞u＞f 倒 放大 实 v＞2f 投影仪、幻灯机、电影机 4 u=f 不成像 利用点光源制作平行光源 5 u＜f 正 放大 虚 v＞u 放大镜 感悟新知 知2－讲 2. 凸透镜成像规律的理解 (1)实像异侧，虚像同侧：凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。 (2) 一倍焦距处是成实像和虚像的分界点：当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。 感悟新知 知2－讲 (3)二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点：当物距大于二倍焦距时成缩小的实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距小于二倍焦距时成放大的像。 感悟新知 知2－讲 (4)动态规律 ①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像越大；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近，像越小；概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”。 ② 凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，像越小；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越远，像越大；概括为“物近像近像变小，物远像远像变大”。 ③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。 感悟新知 知2－讲 知识图解： 凸透镜成像图解(图4)： 感悟新知 知2－讲 物理方法： 实验中通过比较蜡烛在光具座上不同位置时的成像情况，概括得出凸透镜成像规律，这种由物理现象归纳物理规律的方法叫归纳法。 感悟新知 知2－练 例2 [中考·北京] 小杨做探究凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm 的凸透镜固定在光具座上 50 cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图5 所示。 感悟新知 知2－练 则下列四个选项中，判断正确的是( ) A. 若蜡烛放置在 10 cm 刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像 B. 若蜡烛放置在 20 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 C. 若蜡烛放置在 35 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 D. 若蜡烛放置在 45 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像 感悟新知 知2－练 解题秘方：算出四种情况下的物距u，再结合凸透镜 成像规律解答。 答案：C 解析：蜡烛在10cm刻度线处， 物距u=40cm>2f， 烛焰成倒立、缩小的实像。蜡烛在20cm刻度线处，物距u=30cm>2f，烛焰成倒立、缩小的实像。蜡烛在35cm刻度线处，物距u=15cm，2f>u>f，烛焰成倒立、放大的实像。蜡烛在45cm刻度线处，物距u=5cm，f>u，烛焰成正立、放大的虚像。 感悟新知 知2－练 2-1. [中考· 乐山] 如图6 所示， 在“ 探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是(　　) A. 将蜡烛移至a处时，移动光屏，可 看见放大、正立的实像 B. 将蜡烛移至b处时，移动光屏，可 看见缩小、倒立的实像 C. 将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、倒立的实像 D. 将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 C 感悟新知 凸透镜成像的规律 探究凸透镜 成像的规律 实验基本要求 设计实验 进行实验 分析归纳实验结论 课堂小结 $$