5.3 凸透镜成像的规律-2025-2026学年人教版物理八年级上学期

该初中物理课件聚焦“凸透镜成像的规律”，通过爷爷戴老花镜看书（放大虚像）与放大镜看远处物体（倒立缩小实像）的情景对比，引出成像差异问题，搭建生活现象到物理规律的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点是以科学探究为主线，通过实验设计（光具座、焦距10cm凸透镜等器材）、数据记录分析培养科学探究能力，用表格、口诀“一焦分虚实，二焦分大小”总结规律体现科学思维，结合视频动画及生活化练习（玻璃瓶装水看铅笔）深化物理观念，助力学生理解应用，方便教师教学实施。

第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 学习目标 1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。 2.经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。 3.通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。 爷爷戴老花镜近距离看书，看到书上的文字被放大了，可是用放大镜看远处的物体时，却看到物体成了倒立缩小的像。 一、创设情景，引入新课 同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同。为何成像特点会有如此大的差别呢？凸透镜成像遵循什么规律呢？ 二、探究凸透镜成像的规律 【提出问题】凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？ 【猜想假设】 （1）可能与物体到透镜的距离有关。 支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。 （2）可能与凸透镜的焦距有关。 支持事例： 同一物体通过照相机成像， （3）像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。 支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的两侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的同一侧。 【设计实验】 （1）相关概念 ①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm； 镜所成像的大小会改变。 当照相机的焦距改变时（调焦），凸透 相距v ②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm； ③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。 （2）实验思路 为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。 （3）实验器材 ①光具座、凸透镜（焦距 f =10cm）、蜡烛（烛焰作为发光体）或发光二极管、光屏等。 ②光具座 光具座就是可以把凸透镜、光屏、蜡烛等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以测量各器材之间的距离，帮助我们读出物距、像距。 （4）数据记录表格 像与物距的关系 凸透镜的焦距 f=10 cm 【实验过程】 （1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。 目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。 实像 缩小 倒立 30 15 （3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），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，将数据记录在表格中。 （4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），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。 实像 等大 倒立 20 20 实像 放大 倒立 30 15 （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10cm（在焦点处） ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。 （6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，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。 7 虚像 放大 正立 （7）数据记录汇总 像与物距的关系 凸透镜的焦距 f=10 cm 【分析与论证】 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律。 （1）像的虚实 凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？ 一倍焦距分虚实 u=f 是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，物体成实像，当物距小于透镜的1倍焦距时，物体成虚像。 （2）像的大小 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？ 二倍焦距 分大小 u=2f 是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于透镜的2倍焦距时，物体成放大的像。 （3）像的正倒 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 （4）物距、像距与像的大小关系 凸透镜成放大像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？ 比较像的大小、相距的大小。 比较物距的大小，像的正立与倒立，像与物是否同侧、异侧。 不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。 （5）像和像距随物距的变化规律 ①凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大，像与物同方向移动。 物距增大，像距变小，像变小，像与物同方向移动。 ②凸透镜成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。 物距减小，像距变大，像变大。 （6）口诀记忆 一焦分虚实，二焦分大小； 物近（离焦点）像远像变大； 虚像（与物）同侧正，实像异侧倒， 像物相互跟着跑。 【探究结论】 （1）表格记忆 （2）语言描述 凸透镜成像的规律 当物距大于2倍焦距时，凸透镜成 、 的 ； 当物距等于2倍焦距时，凸透镜成 、 的 ； 当物距小于焦距时，凸透镜成 、 的 。 动画演示—《凸透镜成像规律》 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成 、 的 ； 正立 放大 虚像 视频演示——《探究凸透镜成像的规律》 【交流讨论】 1. 在做实验时，某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？ 可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上； ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上。 2. 用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是否完整？像的亮度有什么变化？ 光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。 3. 蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？ 像将会向上移动。调节方法： ①将光屏向上移动； ②将蜡烛向上移动； ③将透镜和光屏向下调节. 三、凸透镜成像规律的应用 1. 照相机 （1）照相机原理： 物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f （2）照相机的调节 ①调节依据 凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法 像偏小时：物体靠近相机，暗箱拉长； 像偏大时：物体远离相机，暗箱缩短。 2. 投影仪 （1）投影仪原理： 物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f （2）投影仪的调节 ①调节依据 凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法 像偏小：投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕； 像偏大：投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。 3. 放大镜 （1）放大镜成像原理 当物距 u<f 时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧。 （2）放大镜的调节 ①调节依据 凸透镜成虚像时，物近像近像变小。 ②调节方法 像偏小：物体稍微远离镜头，适当调节眼睛位置； 像偏大：物体稍微靠近镜头，适当调节眼睛位置。 四、用作图法研究凸透镜成像规律 1. 凸透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线传播方向不改变 ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点 ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 2. 物距大于2倍焦距，即u＞2f 时 物距 u>2f 时， 成倒立、缩小的实像，像距v f<v<2f 3. 物距u： f＜u＜2f 时 物距U：f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，像距 v>2f 4. 物距u＜f 时 当物距u<f 时，凸透镜成正立、放大的虚像 5. 物距u=2f 时 当物距u=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，像距v=2f 6. 物距u=f 时 物距 u=f 时，折射光线不能会聚，反向延长线也不能会聚。 当物距u=f时，凸透镜不成像 例：请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A′ 。 解： 课堂总结 表格总结——凸透镜成像规律 视频总结——《凸透镜成像规律》 课堂练习： 1.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装入水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到这支笔。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。 分析：装水的玻璃瓶相当于一个凸透镜。当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐变长，到某一位置时，铅笔会突然改变方向。 当笔尖离的玻璃瓶较近时玻璃瓶相当于放大镜，成正立放大的虚像，当离的玻璃瓶较远时成倒立缩小的实像； 当铅笔由靠近凸透镜的位置逐渐远离的过程中，透过透镜会看到铅笔逐渐变大，但形状保持不变，当到达某一位置时，由正立的虚像变为倒立的实像，铅笔尖也会改变方向，继续移动像逐渐变短变小。 2．如图所示，现在有很多场所的安保工作中采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码相片传递给计算机进行识别，摄像机的镜头（ ） A．相当于凸透镜，焦距可为0.5 m B．相当于凸透镜，焦距可为0.1 m C．相当于凹透镜，焦距可为0.5 m D．相当于凹透镜，焦距可为0.1 m B 3.“探究凸透镜成像规律”的实验，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 D Lavf60.16.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 $$