4.2 探究：凸透镜成像的规律 课件-2026-2027学年沪科版物理八年级上学期

该初中物理课件核心围绕凸透镜成像规律，通过“太空授课水透镜成倒立缩小像”新课导入，衔接回顾照相机、投影仪、放大镜的成像特点，搭建旧知到新知的学习支架。 其亮点在于以完整实验探究为主线，涵盖目的、器材、步骤及安全提示，通过实验记录表和“一焦分虚实，二焦分大小”口诀构建规律，体现科学探究与科学思维。结合照相机、投影仪应用实例强化物理观念，反思交流环节分析实验问题，助力学生提升实验能力与知识应用能力，为教师提供系统教学流程与丰富实例。

回顾与复习 照相机成______、______的____像 倒立 缩小 实 投影仪成______、______的____像 倒立 放大 实 放大镜成______、______的____像 正立 放大 虚 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（如图）． 通过这个水透镜，我们看见了航天员 倒立缩小的像． 第四章 神奇的透镜 探究：凸透镜成像的规律 学习目标 1.能完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，有安全意识， 能完成实验报告． 2.能用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象． 用放大镜看书上的字，调整其与书的距离，你会有什么发现？ 同一凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同. 点击播放视频 凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟凸透镜与物体之间的距离有什么关系？ 一、实验：探究凸透镜的成像规律 思考 新知探究 实 验 探究：凸透镜成像的规律 【实验目的】 1. 探究凸透镜成像的规律； 2. 体会实像与虚像的区别. 【实验器材】 凸透镜(已知焦距)、光具座(带刻度尺)、蜡烛(或其他光源)、光 屏和火柴. 安全 警示 轻拿轻放实验器材，尤其应小心拿放透镜.注意用火安全，以免烧到手或引发火灾. 带有刻度尺的光具座 新知探究 【实验设计】 在光具座上，将点燃的蜡烛从离透镜较远的位置(2倍焦距外)逐渐靠近 凸透镜. 调整光屏位置使烛焰发出的光经凸透镜折射后，在光屏上成清晰的 像；光屏上不能成像时，透过凸透镜观察烛焰的像. 通过观察分析得出凸透 镜成像的规律. 新知探究 【实验步骤】 1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对位置. 目的：使像成在光屏中央. u v 2. 点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度. 加油站 物体到光心的距离简称为物距(u)，像到光心的距离简称为像距(v). 新知探究 【实验步骤】 3. 将蜡烛放在离凸透镜较远的位置(2倍焦距外)，调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中. 点击播放视频 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 缩小 倒立 实像 30 15 实验记录表 凸透镜焦距 f=____cm 10 新知探究 4. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中. 点击播放视频 【实验步骤】 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 缩小 倒立 实像 30 15 实验记录表 凸透镜焦距 f=____cm 10 等大 放大 倒立 倒立 实像 实像 20 20 15 30 新知探究 【实验步骤】 5. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像. 再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像. 撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像. 将观察到的情况记录在表中. 点击播放视频 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 缩小 倒立 实像 30 15 实验记录表 凸透镜焦距 f=____cm 10 等大 不成像 放大 放大 倒立 倒立 正立 实像 实像 虚像 20 20 15 30 7 / 10 / 新知探究 6. 重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况. 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 实验记录表 凸透镜焦距 f=____cm 10 缩小 倒立 实像 30 15 等大 不成像 放大 放大 倒立 倒立 正立 实像 实像 虚像 20 20 15 30 7 / 10 / 倒立 倒立 倒立 实像 实像 实像 u＞f 一倍焦距外成倒立的实像 u = f 一倍焦距不成像 不成像 正立 虚像 u＜f 一倍焦距内成正立的虚像 一倍焦距分正倒、虚实，内正外倒、内虚外实 新知探究 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 实验记录表 凸透镜焦距 f=____cm 10 缩小 倒立 实像 30 15 等大 不成像 放大 放大 倒立 倒立 正立 实像 实像 虚像 20 20 15 30 7 / 10 / u＞2f 缩小 倒立 实像 f＜v＜2f 二倍焦距外成缩小的实像 等大 u = 2f v = 2f 二倍焦距成等大的实像 f＜u＜2f 放大 倒立 实像 v＞2f 一倍焦距到二倍焦距之间成放大的实像 u = f 放大 正立 虚像 u＜f 一倍焦距内成放大的虚像 二倍焦距分大小，内大外小 新知探究 凸透镜成像的规律 物距u与焦距f 的关系 像的性质 像距v与焦距f 的关系 大小 正倒 虚实 u>2f 缩小 倒立 实像 f<v<2f u=2f 等大 倒立 实像 v=2f f<u<2f 放大 倒立 实像 v>2f u=f 不成像 —— u<f 放大 正立 虚像 —— 【实验结论】 一焦分虚实，内虚外实； 二焦分大小，内大外小； 虚像同侧正，实像异侧倒. 简记口诀： 新知探究 实验中，当凸透镜成实像时，在物距减小的过程中，你还发现了什么？ 凸透镜成实像时：物距减小，像距增大，像变大. 新知探究 你能画出凸透镜成像各种不同情况的光路图吗？根据光路图得出的结论与实验得出的结论一致吗？ ？ 新知探究 A' B' A' B' A' B' A' B' 倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像 倒立、放大、实像 不成像 正立、放大、虚像 成实像时，物距减小，像距增大，像变大 u>2f u=2f f<u<2f u=f u<f v u f 2f f 2f 等大确定焦距 u=v=2f f＜v＜2f v = 2f v＞2f 成虚像时，物距减小，像距减小，像变小 u > v u = v u < v 新知探究 1. 实验中，怎样确定光屏的像是清晰的？ 【反思交流】 2. 实像与虚像有哪些不同？ 寻找像时，前后移动光屏，直至光屏上的像最亮，此时的像是清晰的. 3. 太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距存在怎样的关系？ 实像可以在光屏上承接，虚像不能在光屏上承接； 凸透镜成像时，实像是倒立的，虚像是正立的. 太空授课中航天员透过水球成缩小、倒立的实像，此时物距大于水球的2倍焦距. 新知探究 4. 将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是什么？ 原因1：此时物距小于一倍焦距，成的是虚像； 原因2：此时物距等于一倍焦距，不成像； 原因3：像距太大，超出光具座的范围. 5. 用蜡烛进行实验时，烛焰的亮度较小且成像不稳定，可以如何改进实验呢？ 可以将蜡烛换成发光二极管进行实验. 新知探究 1. 在实验时，如果不知道焦距，该如何测量焦距？ 思考 方案一：利用实验装置，调整光源、凸透镜和光屏的位置，光屏上出现最小、最亮的光斑时物距即为焦距. 焦距 焦点 方案二：利用物距等于像距时成等大的像来确定焦距，此时u=v=2f ，即焦距等于物距的一半，f = . A' B' u=2f v = 2f 由于方案二操作不方便，故优选方案一. 新知探究 2. 当凸透镜成实像时，用手或用不透明的物体挡住透镜的上部分或下部分，成像情况如何呢？ 思考 当透镜被遮挡一部分时，仍能成完整的像，但像变暗了. 新知探究 3. 如果此时烛焰恰好能在光屏上成清晰的像. 若在此情况下沿光具座移动蜡烛远离凸透镜，为了能再次在光屏上看见烛焰清晰的像，应怎样移动光屏？ 思考 由“凸透镜成实像时，物远像近像变小”可知，应向靠近凸透镜的方向移动光屏才能看到像. 新知探究 4. 当烛焰恰好能在光屏上成清晰、缩小的像时，如果保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置，光屏上还能呈现清晰的像吗？如果能，此时烛焰的像有什么特点？ 思考 能，光的折射现象中，光路是可逆的. 互换位置前成缩小的像，由凸透镜成实像时的特点可知，此时物距大于像距，互换位置后物距小于像距，由凸透镜成实像时的特点可知，此时成倒立、放大的实像. 新知探究 人们常用照相机留存生活中珍贵的瞬间，那么照相机利用什么原理工作的呢？ ？ 新知探究 二、照相机 生活中常见的照相机分为两类：胶片照相机和数码照相机. 胶片照相机 数码照相机 新知探究 无论是胶卷相机还是数码相机，其镜头都相当于凸透镜. 照相机工作时，物体离照相机镜头比较远，成缩小、倒立的实像. 现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察. 物体的像 新知探究 若想使底片上的像变大，应使相机靠近物体(减小物距)，同时使镜头远离底片(增大像距). 当拍摄完远景照片后，需要拍摄特写镜头时，应该怎样调节照相机呢? 思考 新知探究 用纸板做两个可套在一起且能前后滑动的纸筒，纸筒一端固定凸透镜，即镜头；另一纸筒的一端粘贴半透膜， 即底片. 将镜头正对景物，前后伸缩纸筒调 节成像位置，使半透膜上出现景物缩小、倒 立的实像，这就是照相机成的像.用你自制的 相机给同学们“拍个照”吧! 自制照相机 迷 你 实 验 室 新知探究 投影仪 平面镜：改变光路 1. 投影仪成放大、倒立的像； 2. 物距小于像距； 3. 像与物位于凸透镜异侧. 投影仪成像特点 投影仪的成像有何特点? 思考 新知探究 镜头 幻灯片 v>2f f<u<2f 从凸透镜成像的角度观察，幻灯机成的像与照相机有什么区别？ 思考 为什么从屏幕上看到幻灯机成的像是正立的？ 思考 幻灯片是倒插的，屏幕上的像相对于倒插的幻灯片就是倒立的. 幻灯机 幻灯机成的像为倒立、放大的实像. 新知探究 例 用手机拍照时，手机的镜头相当于______镜.如图所示是时下流行的用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了_______(选填“物距”或“像距”). 凸透 物距 照相机 新知探究 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 本课小结 凸透镜成像的规律 1.某凸透镜焦距为15cm，若将一物体放在此透镜前25cm处，则可在透镜的另一侧得到一个（ ) A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像 A 2．小明同学做凸透镜成像的实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像，保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则 (　　) A．光屏上有倒立、缩小的实像 B．光屏上有倒立、放大的实像 C．光屏上有正立、等大的虚像 D．光屏上没有像 A 迁移应用 课堂练习 3.在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在镜后26cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，则( ) A.光屏上出现倒立放大的实像 B.光屏上出现倒立缩小的实像 C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大实像 D.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像 D 迁移应用 课堂练习 4.某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”，此时光屏上成清晰的像，下列说法不正确的是（ ） A.光屏上成的是倒立、放大的实像 B.投影仪成像利用了这一规律 C.向右适当移动凸透镜，光屏上可以成倒立、缩小的实像 D.向右适当移动蜡烛，光屏上可以成正立、放大的虚像 D 迁移应用 课堂练习 $