3.6 凸透镜成像规律 2025-2026学年沪粤版物理八年级上册

3.6 凸透镜成像规律 一、课程导入（5 分钟） 1. 情境回顾，引出问题：教师拿出一个放大镜，让学生用它观察课本上的字，学生发现字被放大了。接着，教师用同一个放大镜观察远处的景物，学生看到的却是倒立、缩小的像。教师提问：“为什么同一个凸透镜，观察不同距离的物体，所成的像会有这么大的差别呢？凸透镜成像有什么规律可循呢？” 1. 明确主题，激发兴趣：教师指出，这节课我们就来通过实验探究凸透镜成像的规律，解开这个谜团。通过这样的导入，既能联系之前学过的凸透镜知识，又能引发学生的探究欲望，自然进入本节课的学习。 二、新课讲授（30 分钟） （一）实验准备与相关概念（5 分钟） 1. 介绍实验器材：教师展示实验所需的器材，包括光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴等，并说明各器材的作用：光具座用于固定和调节凸透镜、蜡烛、光屏的位置；凸透镜是成像的关键器件；蜡烛作为成像的物体；光屏用于承接所成的像。 1. 明确相关概念：结合光具座，介绍物距（物体到凸透镜光心的距离，用 u 表示）、像距（像到凸透镜光心的距离，用 v 表示）以及凸透镜的焦距（用 f 表示）。强调在实验中要先测量所用凸透镜的焦距，并记录下来，为后续实验数据的分析做准备。教师可以现场演示测量凸透镜焦距的方法，如让凸透镜正对太阳光，在另一侧移动光屏，直到出现最小、最亮的光斑，测量光斑到凸透镜的距离即为焦距。 （二）探究凸透镜成像规律（25 分钟） 1. 实验步骤讲解：教师详细讲解实验步骤： 0. 将凸透镜固定在光具座的中间位置，调整凸透镜、蜡烛和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度（即与凸透镜的主光轴在同一水平线上），这样做的目的是让像能成在光屏的中央。 0. 把蜡烛放在较远处，使物距 u 大于 2 倍焦距（u>2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，观察像的大小、正倒情况，并记录物距 u 和像距 v。 0. 改变蜡烛的位置，使物距 u 等于 2 倍焦距（u=2f），重复上述操作，观察像的特点并记录数据。 0. 继续移动蜡烛，使物距 u 在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间（f<u<2f），移动光屏找到清晰的像，观察记录相关信息。 0. 当物距 u 等于 1 倍焦距（u=f）时，移动光屏，观察是否能在光屏上找到像。 0. 最后，使物距 u 小于 1 倍焦距（u<f），移动光屏，观察光屏上是否有像，若没有，从凸透镜的另一侧透过透镜观察像的特点。 5. 分组实验与指导：将学生分成若干小组，每组按照实验步骤进行操作。教师巡视各小组的实验情况，及时给予指导： 0. 提醒学生在调整蜡烛位置后，要缓慢移动光屏，仔细寻找最清晰的像。 0. 引导学生正确测量物距和像距，读数时要注意刻度尺的分度值。 0. 鼓励学生准确记录实验现象和数据，包括像的正倒、大小（放大或缩小）、虚实（能否用光屏承接）以及对应的 u 和 v 的值。 6. 数据整理与规律总结：实验结束后，各小组汇报实验数据和观察到的现象。教师将具有代表性的数据整理在黑板上，引导学生共同分析： 0. 当 u>2f 时，光屏上成倒立、缩小的实像，此时 f<v<2f（如照相机的成像原理）。 0. 当 u=2f 时，光屏上成倒立、等大的实像，此时 v=2f。 0. 当 f<u<2f 时，光屏上成倒立、放大的实像，此时 v>2f（如投影仪的成像原理）。 0. 当 u=f 时，光屏上不成像，此时光线经凸透镜折射后平行射出。 0. 当 u<f 时，光屏上不成像，透过凸透镜能看到正立、放大的虚像（如放大镜的成像原理）。 教师用简洁的语言总结凸透镜成像的规律，并强调实像都是倒立的，能被光屏承接；虚像都是正立的，不能被光屏承接。 三、知识拓展（5 分钟） 1. 动态分析成像变化：引导学生思考当物体逐渐靠近凸透镜时（物距减小），像的大小和像距的变化情况。通过实验现象总结：成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。 1. 生活中的应用实例：结合总结的成像规律，详细解释生活中相关仪器的工作原理。如照相机是利用 u>2f 时成倒立、缩小的实像的原理制成的；投影仪是利用 f<u<2f 时成倒立、放大的实像的原理工作的，同时说明投影仪上的平面镜是为了改变光的传播方向，使像成在屏幕上；放大镜则是利用 u<f 时成正立、放大的虚像的原理。通过这些实例，让学生感受到物理知识在生活中的广泛应用。 四、课堂总结（5 分钟） 1. 回顾实验与规律：与学生一起回顾本次实验的过程，梳理凸透镜在不同物距下的成像特点，包括像的正倒、大小、虚实以及物距和像距的关系。 1. 强调重点难点：强调实验中 “三心等高” 的重要性，以及实像和虚像的区别。帮助学生构建完整的知识体系，加深对凸透镜成像规律的理解。 五、课堂练习（5 分钟） 1. 出示练习题：通过 PPT 展示以下练习题： 0. 一个凸透镜的焦距为 10cm，当物体放在距凸透镜 15cm 处时，在光屏上会成一个______、的______像，像距的范围是。 0. 要使凸透镜成倒立、放大的实像，物体应放在（ ）A. 2 倍焦距以外 B. 1 倍焦距和 2 倍焦距之间 C. 1 倍焦距以内 D. 2 倍焦距处 0. 用焦距为 10cm 的凸透镜观察课本上的字，要看到正立、放大的像，课本到凸透镜的距离应（ ）A. 大于 20cm B. 等于 20cm C. 在 10cm 到 20cm 之间 D. 小于 10cm 12. 学生作答与讲解：让学生在练习本上完成练习，然后教师公布答案并进行讲解，针对学生容易出错的地方进行重点分析，如第 1 题中根据物距判断成像特点和像距范围，帮助学生巩固所学知识，检验学习效果。 学科网（北京）股份有限公司 $$