4.5 科学探究：凸透镜成像-【绿卡初中创新题】2025-2026学年新教材八年级上册物理同步课件(教科版2024)河北专版

e7d195523061f1c0f0ec610a92cff745ee13794c7b8d98f8E73673273C9E8BE17CC3D63B9B1D6426C348A354AD505654C28F453CD7C8F90EADD06C08281DAED7140E5AAAED5880ECE414DFB6A93B82BE019406867034C3A8500A4827DCF3FBF74A471B736410707E336A01C9ADC9BE02ACCB8DF2121D81636A067B8AE80C6AB6F014154F4E7B7247 第4章 光的世界 5 科学探究：凸透镜成像 新课引入 新课讲授 随堂练习 课堂小结 章节标题：微软雅黑，47号字体 章节内容解释：微软雅黑，24号字体 教师介绍：微软雅黑，13号字体 1 新课引入 为什么放大镜既放大物体也可以缩小物体呢？ 1. 凸透镜：中间厚、边缘薄，对光有会聚作用。 两种透镜及其对光的作用 知识点1 新课讲授 2. 凹透镜：中间薄、边缘厚，对光有发散作用。 3. 透镜的光心和主光轴： 透镜的中心O 称为光心，凡是经过光心的光都不改变传播方向。通过两个球面球心的直线叫透镜的主光轴。 4.透镜的焦点和焦距 （1）凸透镜的焦点和焦距：平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点也是光斑最小、最亮的一点，叫凸透镜的焦点，用字母F 表示。从焦点到光心的距离叫焦距，用字母f 表示。凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强。 （2） 凹透镜的焦点和焦距：如图所示，平行于主光轴的光经凹透镜折射后将变成发散光线，将这些发散光线反向延长也会相交于主光轴上的一点，由于这一交点F 不是实际光线会聚的点，因此叫凹透镜的虚焦点。从虚焦点到光心的距离叫焦距，用字母f 表示。 （1）凸透镜对光有会聚作用：会聚作用是指经凸透镜折射后的光相对于入射光更靠近主光轴一些，并不是说通过凸透镜的光都是会聚的。 5.正确理解透镜对光的作用 （2）凹透镜对光有发散作用：发散作用是指经凹透镜折射后的光相对于入射光更远离主光轴一些，并不是说通过凹透镜的光都是发散的。 凸透镜所成像的大小、正倒，可能与凸透镜以及物体的位置有关。 1.问题与猜想 凸透镜成像的规律 知识点2 实验探究 物距与像距 物距：物体到透镜光心的距离叫物距。 像距：像到透镜光心的距离叫像距。 通过凸透镜能成什么样的像？成像情况与哪些因素有关？ 2.制订方案 ②实验方案：保持凸透镜不动，使光源从距离凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜，随之调节光屏到凸透镜的距离，使光屏上成清晰像。分别测量出成像时的物距和像距，观察像像的大小、正倒。 ①实验装置：光具座（包括导轨及支架、滑块、标尺、Ｆ平面光源、凸透镜和白屏） 3.进行实验、收集证据 判断烛焰的像是否最清晰的方法： 向前或向后移动光屏，像都会变模糊。 ③使蜡烛与凸透镜间的距离大于2倍焦距， 即u>2f，沿直线移动光屏，直到光屏上出现 明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的 距离、像的倒正和大小。 ②将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心和烛焰的焰心大致在同一高度上。 确保烛焰的像成在光屏中央。 ①测量凸透镜的焦距：利用平行光聚焦法测定凸透镜的焦距。 ④把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于2倍焦距，即u=2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 ⑤把蜡烛再移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离在1倍焦距与2倍焦距之间，即f<u<2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 ⑥把蜡烛继续移向凸透镜，使蜡烛在凸透镜的焦点上，即u=f，移动光屏，看是否能够成像。 ⑦把蜡烛移到凸透镜的1倍焦距以内，即u<f，移动光屏，在光屏上看不到烛焰的像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰的像。 4.基于证据得出结论 物距 （u） 像的情况 像的位置 倒正 大小 虚实 像距（v） u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f 与物异侧 u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f 与物异侧 f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f 与物异侧 u＝f 不成像、得到一束平行光 u＜f 正立 放大 虚像 v＞u 与物同侧 5.交流与评估 凸透镜成像的原理为光的折射，根据折射光路的可逆性可知，移动凸透镜后，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，光屏上仍能得到烛焰清晰的像。 ②当光屏上得到烛焰清晰的像时，若保持烛焰和光屏的位置不动，仅移动凸透镜，能否再次在光屏上得到烛焰清晰的像？为什么？ 烛焰向四面八方发出光，透镜被卡片遮住的部分没有光能够透过，但未被卡片遮住的部分均有烛焰各个位置发出的光透过，故光屏上烛焰的像仍然完整，不过亮度变暗了（透过凸透镜的光减少）。 ①如果用一张卡片遮住凸透镜的一部分，光屏上的像会如何变化？ ③根据凸透镜的成像规律，你能不能想到其他的粗略测量凸透镜焦距的方法？ ④随着时间的流逝，蜡烛逐渐变矮，此时烛焰的像将成在光屏______，判断的依据是__________________________________（选填透镜的特殊光线）；若保持蜡烛和光屏不动，则仅将光屏向_____（选填“上”或“下”）调节可以使烛焰的像再次成在光屏中央。 上方 过凸透镜光心的光传播方向不变 下 保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛和光屏，保持物距等于像距，当光屏上有烛焰清晰的像时，u=v=2f，由此可测出凸透镜的焦距。 3.凸透镜成像规律（静态） （3）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜同侧。 （2）二倍焦距分大小：当u＞2f 时，成缩小的像；当u=2f 时，成等大的像；当 u＜2f 但≠ f 时，成放大的像。 （1）一倍焦距分虚实：当u＞f 时，成实像；当u<f 时，成虚像；当u=f 时，不成像。 F F O 4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律 2f 2f u＞2f，成倒立、缩小的实像 像和物体在凸透镜两侧 F F O 2f 2f u=2f，成倒立、等大的实像 F F O 2f 2f f＜u＜2f，成倒立、放大的实像 F F O u=f，不成像，得到一束平行光 F F O 像和物体在凸透镜同侧 u＜f，成正立、放大的虚像 5.凸透镜成像规律（动态） （2）成虚像时，物近像近像变小：成虚像时，若物距减小，与凸透镜主光轴平行的光被折射后传播方向不变；过光心的光顺时针旋转，由于我们看到的虚像是光的反向延长线相交产生的，此时反向延长线的交点向下移动，故虚像变小。 （1）成实像时，物近像远像变大：成实像时，若物距减小，与凸透镜主光轴平行的光被折射后传播方向不变；过光心的光顺时针旋转，使得两束光的交点向下移动，实像变大。 F F O 6.利用光路图理解凸透镜动态成像规律 成实像时，物近像远像变大 F F O 成虚像时，物近像近像变小 1.放大镜 （1）原理：物体在凸透镜的1倍焦距以内，成正立、放大的虚像。 凸透镜成像规律的应用 知识点4 （2）特点：在1倍焦距以内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大。 2. 照相机 （1）原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，物体（人或景物）位于凸透镜的2倍焦距以外，通过镜头在感光元件上成倒立、缩小的实像。 （2）特点：拍照时，物体离镜头越近，则像离镜头越远，所成的像越大。 3. 投影仪 （1）原理：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影片位于凸透镜1倍焦距和2倍焦距之间，通过镜头在银幕上成倒立、放大的实像。 （2）特点：投影片离镜头越近，镜头到银幕的距离越远，银幕上的像就越大。 课堂小结 科学探究：凸透镜成像 凸透镜成像的规律 凸透镜、凹透镜 两种透镜 凸透镜成像规律的应用 随堂练习1 如图所示，对光有发散作用的透镜有（　　） A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①③⑥ D. ②④⑤ B 随堂练习2 虚线框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的传播方向如图所示，则（　　） A. 甲为凹透镜，乙为凸透镜 B. 甲、乙都为凸透镜 C. 甲为凸透镜，乙为凹透镜 D. 甲、乙都为凹透镜 C 随堂练习3 一块凸透镜被分成对称的两半，然后按如图所示的方式对接。将一个物体ab置于凸透镜前3倍焦距处，则关于凸透镜所成的像，下列选项中可能正确的是（　　） C 随堂练习4 下图是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大的清晰的像，下列做法正确的是（　　） A. 相机向前移，纸筒向前伸 B. 相机向后移，纸筒向后缩 C. 相机不移动，纸筒向后缩 D. 相机和纸筒的位置均不变 A $$