5.3 凸透镜成像的规律 （教案）-2025-2026学年人教版（2024）物理八年级上册

第3节　凸透镜成像的规律 1.物理观念: (1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据,归纳出结论。 2.科学思维:学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3.科学探究:通过探究活动,体验探究的全过程和方法,进一步熟悉科学探究的环节,认识到设计实验与制订计划的重要性。 4.科学态度与责任:培养对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理,初步建立将科学技术应用于实际的意识。 1.教学重点:提出探究问题,制订实验方案,分析实验数据,总结凸透镜成像的规律。 2.教学难点:光学仪器凸透镜成像原理的理解。 回顾照相机、投影仪、放大镜的成像特点(PPT展示)。 [提出问题]它们成像时,物体到凸透镜的距离有何不同? [分析]照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜在生活中的应用,但在使用时条件不同,使得成像结果不同:照相机是拍摄远处物体,使远处物体在胶片上成缩小的像;投影仪是将物体放得较近,而在较远处的屏幕上成较大的像;放大镜是将物体放得最近,它可以成比物体更大的像。 任务一　探究凸透镜成像的规律 教师活动 学生活动 [过渡提问]通过前面的学习,我们发现照相机、投影仪、放大镜成像特点各不相同。请你根据它们的特点思考:凸透镜所成像的虚实、大小、正倒可能与什么因素有关系? 认识物距(u)和像距(v): 物距(u):物体到凸透镜的距离。 像距(v):像到凸透镜的距离。 [提问]凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢?聆听学生的猜想,对学生的猜想作出评价。 [设计实验] 介绍实验器材:我们用到的实验器材有(带有刻度尺的)光具座、高度为4.5cm的F形光源、凸透镜(焦距为10cm)、光屏。 请大家利用所给器材,设计一个实验,探究凸透镜成像的规律。 [引导]请你按照下图所示组装器材,不断调整器材的位置和高度,直至在光屏中央找到F形发光物体清晰的像。 [提问] 1.怎么使完整的像呈现在光屏的中央? 2.如何找到清晰的像? 3.什么样的像是清晰的像? 4.如何测量物距和像距? [实验步骤] 1.将凸透镜固定在40cm刻度线处,将F形发光物体固定在距离凸透镜32cm(或30cm)处,移动光屏,使光屏上呈现清晰的像,观察像的虚实和正倒,测出像的高度、物距和像距,记录在表格中。 2.将F形发光物体由远及近依次向靠近凸透镜方向移动2cm,继续进行实验。 3.继续向凸透镜移动F形发光物体并调整光屏的位置,看看是否总能在屏上得到发光物体的像。撤去光屏,变换观察的位置,看看是否能观察到发光物体的像,像在什么位置。 [引导]当物距小于10cm时,在光屏上看不见像?如果无法成像,我们可以拿掉光屏,透过凸透镜看看像的性质。 [分析数据,归纳结论]根据记录的数据,思考下列问题: 1.像的大小与物距是否有关?在什么情况下成缩小的像?在什么情况下成放大的像?在什么情况下成等大的像? 2.像的正倒与物距是否有关?在什么情况下成正立的像?在什么情况下成倒立的像? 3.像的虚实与物距是否有关?在什么情况下成实像?在什么情况下成虚像? 4.根据上表的数据,凸透镜成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大? [归纳总结]凸透镜成像规律 一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小。 [过渡提问]请同学们通过继续分析表格中的信息,你能进一步发现凸透镜成像的规律吗? [总结]当凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,所成的像离凸透镜越远,像越大。 [思考猜想]通过分析照相机、投影仪、放大镜成像特点,猜想出凸透镜所成像的虚实、大小、正倒可能与物距有关。 [分组合作]按照要求以小组合作的方式组装实验器材,不断调整器材的位置和高度,在光屏上找到F形发光物体清晰的像,并使像呈现在光屏的中央。 [回答] 1.将发光物体、凸透镜、光屏三者的中心调至同一水平高度。 2.不断前后移动光屏,找到像的边缘最清晰,像最小最亮的位置。 3.边缘清晰,光点最小最亮。 4.借助光具座上的刻度尺测量像到凸透镜的距离为像距v,发光物体到凸透镜的距离为物距u。 [小组合作]观察现象,记录数据。 物距/cm 虚实 像高/cm 正倒 像距/cm 32 实像 2 倒立 14.5 30 实像 2.3 倒立 15 28 实像 2.5 倒立 15.6 26 实像 2.8 倒立 16.2 24 实像 3.2 倒立 17.1 22 实像 3.7 倒立 18.3 20 实像 4.5 倒立 20 18 实像 5.6 倒立 22.5 16 实像 7.5 倒立 26.7 14 实像 11.3 倒立 35 12 实像 22.5 倒立 60 10 — — — — 8 虚像 放大 正立 — 6 虚像 放大 正立 — 4 虚像 放大 正立 — [讨论交流] 1.当u>2f时,成缩小的像;当f<u<2f或u<f时,成放大的像;当u=2f时,成等大的像。 2.当u<f时,成正立的像;当u>f时,成倒立的像。 3.当u>f时,成实像;当u<f时,成虚像。 4.当u>v时,成缩小的像;当u<v时,成放大的像。 [讨论交流] 进一步归纳规律,当凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,所成的像离凸透镜越远,像越大。 任务二　凸透镜成像的应用 教师活动 学生活动 [想想议议]教材P124。 在照相机中,凸透镜成倒立、缩小的实像,像的位置在哪个范围内?物距与像距相比,哪个比较大? 在投影仪中,凸透镜成倒立、放大的实像,像的位置在哪个范围内?物距与像距相比,哪个比较大? [归纳总结]将凸透镜成像规律的应用完善在表格中。 物距(u) 像的性质 像距(v) 应用 虚实 大小 正倒 u>2f 实像 缩小 倒立 2f>v>f 照相机 u=2f 实像 等大 倒立 v=2f — 2f>u>f 实像 放大 倒立 v>2f 投影仪 u=f 不成像 — — u<f 虚像 放大 正立 — 放大镜 [展示例题]例1.小明在探究凸透镜成像的规律时,蜡烛与光屏分别置于凸透镜两侧,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在如图所示的a、b、c、d四点,分别调整光屏的位置。当蜡烛位于　　　　点时,光屏上出现放大的像;当蜡烛位于　　　　点时,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到像。  例2.将物体放在凸透镜前16cm处,在光屏上得到倒立、缩小的像,则凸透镜的焦距可能是(　　) A.10cm　　B.7cm　　C.8cm　　D.16cm [讨论交流]照相机:u>2f,2f>v>f。投影仪:f<u<2f,v>2f。 [回答]例1:b、c　d 例2:B 教师活动 学生活动 [任务]请以思维导图的形式,总结本节课的知识。 [总结]同学们,今天这节课我们通过实验探究了凸透镜在不同条件下成像的规律以及凸透镜成像规律的实验中出现的状况。这节课的知识还需要大家多联系实际理解运用。好,这节课就学到这,谢谢! [小组合作]总结本节课知识,绘制思维导图。 第3节　凸透镜成像的规律 物距(u) 像的特点 像距(v) 应用 物像位置 正倒 大小 虚实 u>2f 异侧 倒立 缩小 实像 f<v<2f 照相机 u=2f 异侧 倒立 等大 实像 v=2f — f<u<2f 异侧 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 u=f 不成像 — — u<f 同侧 正立 放大 虚像 — 放大镜 __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ 学科网（北京）股份有限公司 $$