5.3凸透镜成像的规律（课件） 2024-2025学年人教版初中物理八年级上册

第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像规律 学生体验：将手中的凸透镜分别对着远方的物体和进处的物体，你所观察到的像有什么不一样？ 实验：探究凸透镜成像的规律 猜想与假设 2 提出问题 1 像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么关系呢？ ①可能与物体到透镜的距离有关。 ②可能与凸透镜的焦距有关。 1. 认识物距、像距 物距u：物体到透镜光心的距离。 像距v：像到透镜光心的距离。 如图所示，物距为15厘米 如图所示，像距为30厘米 像距v 物距u 设计实验 3 改变物距，调节像距，观察成像的情况。 2.操作方案设计 f= cm 次数 物距 u/cm u与f 的关系 像的性质 像距 v/cm v与f 的关系 规律应用 正倒 大小 虚实 1 2 3 4 5 3. 数据记录表格设计 实验：探究凸透镜成像的规律 进行实验 4 同一高度 光具座 烛焰 凸透镜 光屏 实验前调节： 烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。 目的：使像成在光屏中央。 三心同高 ①器材及其组装： 　　凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座 焦距测量 实验步骤： 记下凸透镜的焦距：f= cm。 在光具上固定凸透镜，将其正对太阳光。移动光屏，直到光屏上出现最小最亮的光斑，测出透镜到光屏的距离即焦距。 进行实验 4 ②使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像.观察实像的大小和正倒，记录物距u和像距v。改变物距u，仍使u＞2f，再做2次实验。 进行实验 4 实验 次数 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 u＞2f 进行实验 4 实验 次数 物距与焦 距的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 2 ③使物距u=2f，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，并将数据记录在表格中。 u=2f ④使物距f<u<2f，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ，记录在表格中。改变物距u，仍使f<u<2f，再做2次实验。 实验 次数 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 3 进行实验 4 f＜u＜2f ⑤把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处) ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛过透镜也看不到虚像。 实验 次数 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 4 u=f —— 进行实验 4 进行实验 4 ⑥改变物距u，使u＜f，移动光屏， 实验 次数 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 5 —— u＜f 光屏上不成像，眼睛过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。 凸透镜的焦距 f=10 cm 实验 次数 物距 u/cm 物距与焦距 的关系 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 u > 2f 实像 缩小 倒立 2 u = 2f 实像 等大 倒立 3 2f >u >f 实像 放大 倒立 4 u =f 不成像 5 u <f 正立 放大 虚像 —— 像与物距的关系 收集证据 5 分析与论证 5 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律 1. 凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？ 当u>f时，凸透镜成实像，当u>f时，凸透镜成虚像。 一倍焦距分虚实 f 实像 虚像 分析与论证 5 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律 2．凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？ 当u>2f时，凸透镜成的像是缩小的像。当u<2f时，凸透镜成的像是放大的像。 二倍焦距分大小 缩小像 放大像 分析与论证 5 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律 3．凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？ 凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。 实像异侧倒 虚像同侧正 虚像 实像 分析与论证 5 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律 4. 当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像与像距是怎样变化的？ 物距减小，像距变大，像变大，像跟着物体同方在移动 物距增大，像距变小，像变小，像跟着物体同方在移动 一倍焦距分虚实； 一倍焦点不成像； 二倍焦距分大小; 二倍焦点物像等； 实像总是异侧倒；物近像远像变大，物远像近像变小； 虚像总是同侧正；物远像远像变大，物近像近像变小； 像的大小像距定，像儿跟着物体跑。 规律精炼 实验：探究凸透镜成像的规律 评估与交流 6 总结测焦距方法： 太阳光测焦距 二倍焦距法 实验时无论怎样移动光屏，光屏上都找不到像的原因： 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 蜡烛在焦点以内 烛焰在焦点上 蜡烛到凸透镜距离稍大于焦距，像距很远，光屏无法移到该位置 实验：探究凸透镜成像的规律 评估与交流 6 蜡烛烧短后，像成在光屏上方，此时应该怎样操作？ 光屏往上移 蜡烛往上移 凸透镜往下移 实验：探究凸透镜成像的规律 评估与交流 6 用硬纸板挡住凸透镜一部分，此时光屏上会得到怎样的像？ 依然完整但变暗的像 光屏成清晰的像时，蜡烛与光屏位置对调，依然能成清晰的像；依据是： 光路可逆 凸透镜成像实验应该在较亮还是较暗的环境进行？ 较暗的环境 烛焰 凸透镜 光屏 光屏 凸透镜 烛焰 评估与交流 6 ③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 ④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。 ①把烛焰放在_________点，屏上出现的像最大； ②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。 【例题1】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： c d、e c a 课堂检测 课堂检测 【例题2】在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距是10cm，当光屏距凸透镜16cm时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动2cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛不动，像变小 B．蜡烛靠近凸透镜，像变小 C．蜡烛远离凸透镜，像变大 D．蜡烛远离凸透镜，像变小 D D 课堂检测 1. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜及光屏处于图示位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　） A．光屏上成倒立、缩小的实像 B．图中成像特点与照相机的成像特点相同 C．透镜不动，蜡烛向左移动，光屏向右移动，可再次得到清晰的像 D．透镜不动，将蜡烛与光屏互换位置，光屏上仍能得到清晰的像 第五章 ——透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律（二） 八年级物理上册•人教版 1、根据透镜三条特殊光线的知识，完成下列光路图 一、旧知回顾 物距 像的特点 像距 U与V 应用 u＞2f 倒立等大的实像 v＞2f u＝f u＜f 倒立缩小的实像 f＜v＜2f u＞v u＝2f v＝2f u=v 倒立放大的实像 f＜u＜2f u<v 正立放大的虚像 u<v 实验：探究凸透镜成像的规律 作图法验证凸透镜成像规律 O 2F F 2F F 当u>2f 时，成倒立缩小实像，2f >v>f u>v 实验：探究凸透镜成像的规律 作图法验证凸透镜成像规律 O 2F F 2F F 当u=2f 时，成倒立等大实像，v=2f u=v 实验：探究凸透镜成像的规律 作图法验证凸透镜成像规律 O 2F F 2F F 当2f >u>f 时，成倒立缩小实像，v>2f u<v 实验：探究凸透镜成像的规律 作图法验证凸透镜成像规律 O 2F F 2F F 当u=f 时，不成像 平行光 实验：探究凸透镜成像的规律 作图法验证凸透镜成像规律 O 2F F 2F F 当时u＜f，成正立放大虚像，v>u 物距 像的特点 像距 应用 U与V 作图 u＞2f 倒立缩小的实像 f＜v＜2f u＞v u＝2f 倒立等大的实像 v＝2f u=v f＜u＜2f 倒立放大的实像 v＞2f u<v u＝f 不能成像，一束平行光 u＜f 正立放大的虚像 u＞v 例1、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（ ） A．6cm　　　 B．10cm　　　 C．25cm　　　 D．无法确定 A 例题讲解 例2.在做观察“凸透镜成像”的实验时，物体放在距离凸透镜60cm处，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ） A．30cm B．20cm C．60cm D．80cm B 例题讲解 例3.在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处，在凸透镜另一侧的光屏上观察到了蜡烛清晰的像，这个像一定是（ ） A．倒立缩小的实像 B．正立放大的实像 C．正立放大的虚像 D．倒立放大的实像 D 例题讲解 求该透镜的焦距范围 5cm<f<7.5cm 1、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和24cm，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满足关系式（ ） A．f<6cm　　　 B．6cm<f<18cm C．9cm<f<12cm　　 D．18cm<f<24cm C 课堂检测 2.某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像。当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是（　　） A．10 cm　 B．8 cm C．6 cm　 D．4 cm C 课堂检测 3.在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰离凸透镜8cm时，在光屏上得到清晰倒立缩小的像，则当像离凸透镜的距离是8cm时，像的性质是（ ） A、倒立放大的实像 B、正立放大的实像 C、倒立缩小的实像 D、无法判断 A 课堂检测 六、课堂练习 （1）图中，A是________， B是___________。 （2）调试实验装置时，应使烛焰的中心和凸透镜、光屏的中心大致在_________上，目的是为了______________。 （3）图示情景验证的是凸透镜成________________像的特点（填写像的性质）。 光屏 光具座 同一高度 使像成在光屏中央 倒立、缩小、实 4. 图所示为“验证凸透镜成像规律”实验的情景，所用透镜焦距为10厘米。 （4）如果还要验证凸透镜成倒立、放大实像的特点，在不移动凸透镜的情况下，应把蜡烛移到_________cm处（选填“小于30”、“30~40”或“40~50”），光屏移到________cm处（选填“大于70 ” 、“60~70 ”或“50~60 ” ）。 30~40 大于70 4. 图所示为“验证凸透镜成像规律”实验的情景，所用透镜焦距为10厘米。 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$