4.2 探究：凸透镜成像的规律 课件 2026-2027学年沪科版八年级物理全一册

该初中物理课件围绕“探究凸透镜成像的规律”展开，以中国航天“太空授课”水透镜视频导入，通过观察课本文字（正立放大）和窗外景物（倒立缩小）的现象，引导学生提出问题，建立猜想，设计实验，逐步探究规律，构建学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，完整呈现提出问题、设计实验、收集数据、得出结论的过程，培养科学探究能力，通过实验数据归纳规律体现科学思维，结合放大镜、照相机等生活应用强化物理观念。实验拓展如LED灯改进、光路可逆等实例，提升学生兴趣，教师可直接使用实验方案与检测题，提高教学效率。

新课导入 在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜. 通过这个水透镜，我们看见航天员的像有什么特点呢？ 倒立、缩小的像. 凸透镜成像有怎样的特点呢？是否一定成倒立、缩小的像呢？ 思考 点击播放视频 第二节 探究： 凸透镜成像的规律 第四章 神奇的透镜 物理观念 通过实验探究，能说出凸透镜成像的规律.能运用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象. 科学思维 通过对基于实验获得的证据进行分析、推理与论证，发展科学思维能力. 科学探究 通过经历探究凸透镜成像规律的实验过程，深化对于问题、证据、解释、交流这些要素的理解，发展科学探究能力. 科学态度与责任 通过经历探究凸透镜成像规律的实验过程，增强对物理学的热爱，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度，发展合作交流的能力，获得成功的愉悦. 重点：探究凸透镜成像的规律. 难点：凸透镜成像规律的理解. 学习目标 凸透镜靠近课本，透过凸透镜观察课本上的文字： 正立的放大的像 移动凸透镜的位置，透过凸透镜看到窗外远处的景物： 倒立的缩小的像 物体经凸透镜能成像。 物体经凸透镜所成的像有什么规律可循？ 新知探究 活动 在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。 凸透镜能使物体成像。 在光屏上的像是倒立的； 像是由实际光线会聚而成的。 实像 • • • F F S• 画出光源S通过凸透镜成像的位置。 S´ • 新知探究 认识物距、像距 F F 2f 2f 物距u 像距v 探究实践 物体到凸透镜的距离叫做物距（u）。 像到凸透镜的距离叫做像距（v）。 物距 像距 新知探究 探究凸透镜成像的规律。 正立的放大的虚像 倒立的缩小的像 物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？ 已有经验： 探究实践 思考 新知探究 探究凸透镜成像规律 课本P76探究 提 出 问 题 物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？ 建 立 猜 想 物体经凸透镜所成像的大小、正倒可能 跟物体与凸透镜的距离（物距u）有关。 新知探究 图2-67 凸透镜成像探究 光屏 凸透镜 蜡烛 光具座 设 计 实 验 选择1块凸透镜，在阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距f = 厘米。用1支蜡烛作物体，研究蜡烛所成的像；用1块白色硬纸板做光屏，来承接蜡烛的像。 新知探究 探究思考 1.我们可以怎样进行探究呢？ 通过改变物距（u）的大小，观察凸透镜成像的特点。 2.通过对凸透镜的了解，有没有哪些特殊的物体位置 值得我们去探究呢？ 凸透镜的焦点（也即一倍焦距）处。 新知探究 1.把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上，调节它们的高低使它们的中心处于同一高度。想一想，为什么要这样做？ 焰心、光心、光屏中心 目的是使像呈现在光屏的中央。 实验操作 2.点燃蜡烛，把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。然后将蜡烛逐次移近凸透镜，每次都需要调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒是如何随物距的减小而变化的。 新知探究 ①当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时，测量并记录物距和像距。 ②当烛焰在光屏上成倒立、等大的像时，测量并记录物距和像距。 ③当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时，测量并记录物距和像距。 ④当通过凸透镜能观察到蜡烛正立、放大的像时，测量并记录这时的物距。 试一试，蜡烛正立、放大的能成在光屏上吗？ 不能成在光屏上，是虚像。 新知探究 4. 记录实验数据： 将测量的结果记录在表 2-6中。 像的性质 实验次数 物距（厘米） 像距（厘米） 倒立、缩小的像 1 2 倒立、等大的像 1 倒立、放大的像 1 2 正立、放大的像 1 2 32 13.5 25 16.5 20 20 18 20.4 15 21.3 8.5 7.5 探究实践 新知探究 探究凸透镜成像规律 得 出 结 论 当u f 时，在光屏上可得到倒立、缩小的 像。 当u f 时，在光屏上可得到倒立、等大的 像。 当 f u f 时，在光屏上可得到倒立、放大的 像。 当u f 时，不成像。 当u f 时，可透过凸透镜看到正立、放大的 像。 ＞2 实 =2 实 ＜ ＜2 实 = ＜ 虚 新知探究 （1）你从下表中还可归纳出凸透镜成像的哪些特点？ 物距（u）与焦距关系 像的性质 像距（v）与焦距关系 倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像 u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f u＝f 不成像 u＜f 正立 放大 虚像 ②成实像时，物距变小，像距变大，像变大； ①实像是倒立的，虚像是正立的； ③物距大于像距成缩小的实像、物距小于像距成放大的实像。 实验反思 ④焦点是实像和虚像的分界点， 二倍焦距是缩小像和放大像的分界点。 新知探究 （2）什么情况下，像与物在凸透镜两侧？什么情况下像与物在凸透镜同侧？ u˂f，成虚像时物像同侧。 u>f，成实像时物像异侧； （4）凸透镜成像实验中，什么情况下光屏上得不到像？ ①没有调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使三者的中心大致在同一条直线上； （3）为什么蜡烛放在凸透镜的焦点处不能成像？ 烛焰射出的光线经凸透镜折射后，平行射出，不会会聚成像。 ②蜡烛放在凸透镜的焦点； ③蜡烛在焦点以内成的像是虚像； ④成像太远，光具座不够长。 探究实践 新知探究 （1）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏 ①蜡烛换成LED灯的优点是 。 ②光屏换成带有方格光屏的优点是 实验拓展 实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减少污染等 便于比较像的大小 （2）若用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，光屏上能否看到像? （3）当物体通过凸透镜在光屏上成清晰的缩小的实像时，对掉蜡烛和光屏的位置，光屏上还能成像吗? 仍能成完整的像，但亮度变暗。 能。根据光路可逆，光屏上能成倒立放大的像。 新知探究 （4）实验时，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的 方；为了使烛焰的像能呈现在光屏中央，那么接下来他的操作是 。 将蜡烛向上调(或凸透镜向下调) （5）在光屏上得到倒立缩小的实像，撤去光屏，还能看到像吗?简要说明观察该像的方法。 上 能。眼睛在光屏原来位置后侧某一区域向凸透镜方向看。 （6）利用现有器材，如何探究凸透镜成像时，烛焰在光屏上成的像是否左右颠倒。 用嘴轻轻的吹烛焰使其向左或向右摆动，然后观察光屏上烛焰像的变化情况。 探究实践 新知探究 放大镜是一种焦距较小的凸透镜。 体温计刻度部分为三棱体，为了便于读数，其正面做成圆弧形。 体温计 u<f时，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像。 放大镜： 原理： 放大镜和照相机 新知探究 原理： 照相机： 镜头 影像传感器 凸透镜 光屏 物距u 像距v 影像传感器会将这些光信号转换为电信号，然后再将电信号转变成数字信号，数字信号经过处理器处理，形成特定的图像文件，保存到存储器中。 u>2f时，能在影像传感器上成一个清晰倒立、缩小的实像。 放大镜和照相机 新知探究 放大镜和照相机 举例说明在生活中凸透镜还有哪些用处。 生活中用到凸透镜的地方，比如投影仪、望远镜、显微镜等。 新知探究 本课小结 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像相对于透镜的位置关系 大小 正倒 虚实 1 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧 2 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧 3 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧 4 u=f 不成像 5 u＜f v＞u 放大 正立 虚像 同侧 本课检测 1. 如图所示，在“探究凸透镜成像的规 律”实验中，下列说法正确的是( ) D A. 将蜡烛移至 处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B. 将蜡烛移至 处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C. 将蜡烛移至 处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 D. 将蜡烛移至 处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 本课检测 2. 如图所示，蜡烛距凸透镜 ,能在距 凸透镜 的光屏上得到一个倒立、放大的实像 （未画出），则透镜的焦距可能是( ) B A. B. C. D. 本课检测 3. 某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像 到凸透镜的距离与物到凸透镜的距离 的关系图像，如图所示。 下列说法正确的有( ) B A. 该凸透镜的焦距 B. 时，光屏上得到的是放大的像 C. 当 时，在光屏上得到的是倒立、 缩小的实像 D. 把物体从距凸透镜 处移动到距凸透 镜 处的过程中，像逐渐变小 $