3.6 凸透镜成像规律（第1课时）（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦凸透镜成像规律，以蝴蝶杯“酒满蝶显”现象导入，关联老花镜、放大镜等生活透镜，通过实验探究物距、像距与成像特点的关系，构建从生活现象到实验归纳再到规律应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，规范“三心等高”实验操作培养科学探究能力，用对比归纳法从实验数据总结规律体现科学思维，结合“一倍焦距分虚实”等口诀助建物理观念。典例融入中考真题，练习注重实验与作图，提升学生知识迁移能力，也为教师提供结构化资源，提高教学效率。

物理八年级上册 •沪粤版 第三章 光和眼睛 3.6 凸透镜成像规律 远近不同，所见不同；物距改变，像貌皆变。 心若聚焦，方能看清万物；镜若对焦，才可呈现清晰实像。 光经折射方成像，事经求索才明理。 第1课时 探究凸透镜成像规律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 认识物距、像距、焦距；知道凸透镜成像是光的折射；分清实像、虚像，了解物距影响像的大小、正倒、虚实。 02 科学思维 建立成像光路模型；对比归纳不同物距的成像特点；依据实验现象推理物、镜、像的位置关系。 03 科学探究 规范组装光具座，调三者中心等高；改变物距多次实验，记录成像数据；分析数据，自主归纳成像初步规律。 04 科学态度与责任 多次实验减小误差，秉持实事求是；爱护实验器材，规范安全操作；了解成像规律在生活仪器中的应用，体会物理实用价值。 教学重难点 教学难点 教学重点 1．规范完成凸透镜成像实验，调节烛焰、透镜、光屏中心在同一高度。 2．观察并记录不同物距下像的虚实、正倒、大小、像距，初步总结成像规律。 3．区分实像与虚像。 1．理解实像形成原理，明白光屏承接像的条件。 2．从多组实验数据中归纳物距变化对成像特点的影响规律。 3．理解 “三心等高” 操作目的，能准确判断物距、焦距的大小关系。 课堂引入 制作蝴蝶杯是一个非常复杂的过程，需要经过选料、切割、打磨、精修、抛光、合口、装配等多个工序。其中，最为关键的是光学透镜原理的应用，通过在杯子底部安装一个类似于凸透镜的功能部件，以及在杯脚中安装细弹簧和彩蝶，使得当杯子中有酒时，彩蝶通过复合凸透镜形成放大虚像图，从而让人能看到放大了的蝴蝶影像。 蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢? 知识点1 探究凸透镜成像的规律 探索新知——生活中的透镜 探索新知——探究凸透镜成像的规律 如图所示，在较暗的房间内手持点燃的蜡烛和凸透镜，移动凸透镜或点燃蜡烛的位置，使烛焰透过凸透镜在墙上形成一个清晰的像。 探索新知——探究凸透镜成像的规律 探索新知——理解物距、像距、焦距概念 F F 2F 2F 物距u 像距 v 3. 像距（v） 光屏承接烛焰清晰的实像，凸透镜光心到清晰像的距离为像距，符号v。 本图像成在一倍焦距与二倍焦距之间，满足f<v<2f。 1. 焦距（F） 透镜中心到焦点 F的距离叫焦距；2F 点就是两倍焦距位置，凸透镜左右两侧焦距长度相等。 2. 物距（u） 图中蜡烛是发光物体，物体到凸透镜光心的距离为物距，符号u。 本图中蜡烛在 2F 外侧，满足 u>2f。 探索新知——探究凸透镜成像的规律 （一）提出问题： 像的实虚、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有什么关系？ （二）猜想： 可能与物体到透镜的距离有关 （三）设计实验 如何组装实验装置？透镜、蜡烛、光屏如何放置？ 注意：调整蜡烛、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 探索新知——探究凸透镜成像的规律 物距 像距 成像特点 u>2f u=2f f<u<2f u=f u<f 分析论证、得出结论： 不成像 正立放大的虚像 f<v<2f 倒立缩小的实像 v=2f 倒立等大的实像 v>2f 倒立放大的实像 探索新知——探究凸透镜成像的规律 4、当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？ 物距减少 像距增大 1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？ 2、在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？ 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。 3.什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？ 成实像时物像异侧，成虚像时物像同侧 探索新知——探究凸透镜成像的规律 探索新知——记忆口诀 一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。 实像总是异侧倒；虚像总是同侧正。 物近像远像变大；物远像近像变小。 像的大小像距定；像儿跟着物体跑。 拓展延伸 1、为什么要使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度？ 使烛焰成像在光屏的中心 2、凸透镜成像实验中，为什么光屏上始终得不到像？ ①u＜f ④f 过大 ③三心不在同一高度 ②u=f 3、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？ u＞f，成实像时，像、物在凸透镜的两侧； u＜f，成虚像时，像、物在凸透镜的同侧。 探索新知——探究凸透镜成像的规律 典例分析 例1 以下是“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图A所示，由甲图中可知，凸透镜的焦距是______cm；当蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心在同一高度，位置如乙图所示时，光屏上得到一个清晰的像，该像是倒立、______的实像。 (2)小明同学想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图B所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源的是______字。 【解析】（1）[1]由图甲可知，凸透镜的焦距为65.0cm-50.0cm=15.0cm [2]由图乙可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，凸透镜成倒立、缩小的实像。 （2）研究凸透镜成像的上下、左右位置关系，应该选用上下部分和左右部分都不对称的字，如图B所示，适合做LED光源的汉字是“上”字。 15.0 缩小 上 典例分析 例2 某实验小组在探究凸透镜成像规律的实验时，调整位置如图所示，光屏上刚好出现烛焰清晰的像，此时成的是____________________像；若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板，那么在光屏上会出现__________________像。 【解析】[1]由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 [2]若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板，因为物距小于像距，由小孔成像的特点可知，此时成倒立、放大的实像。 倒立、放大的实 倒立、放大的实 知识点2 凸透镜成像作图 探索新知——凸透镜成像的本质 探索新知——凸透镜成像的本质 探索新知—— 物体所成的像 是由物体出发的光，因直线传播、反射、或者是折射而形成的。 实像 虚像 探索新知—— 凸透镜所成的像 物体出发的光经过凸透镜折射后形成的。 由折射光线实际会聚而成 由折射光线反向延长线相交而成 原理：烛焰任意一点向四周发射光线，两条特殊光线（平行主光轴、过光心）入射透镜，透镜对光线折射偏折，所有折射光线会聚拢，构成像点，无数像点组合成完整烛焰像。 核心特点： 折射后的光线真实相交，交点处有实际光线到达； 能承接在光屏上； 倒立，物距大于一倍焦距u>f时生成。 核心特点： 折射光线向外发散，没有真实交汇；人眼逆着折射光线回看，反向延长线虚拟相交形成像； 无法用光屏承接； 正立、放大，物距小于一倍焦距u<f，放大镜原理）。 探索新知—— 已知物体和透镜，画像 凸透镜所成的像：物体出发的光经过凸透镜折射后形成的。 通过光心的光线 传播方向不改变 平行于主光轴的光线 折射光线过焦点 三条特殊光线 过焦点的入射光线 平行于主光轴射出 ①选取适当的发光点 ②作出发光点各自所对应的像点 ③连接各像点，形成物体的像 探索新知——已知物体和像，画透镜，找焦点 通过光心的光线 传播方向不改变 平行于主光轴的光线 折射光线过焦点 三条特殊光线 过焦点的入射光线 平行于主光轴射出 典例分析 例3 三束光线射向凸透镜，请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。 【解析】经过凸透镜光心的光传播方向不变；经过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后，平行于凸透镜主光轴射出；物距等于二倍焦距时，像距也为二倍焦距，成倒立、等大的实像。所以，过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处。 课堂小结 课堂小结 课堂练习 1．把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（　　） A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像 C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像 课堂练习 探究新知 【解析】把凸透镜正对着太阳光时，太阳的平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小最亮的光斑，光斑的位置是凸透镜的焦点的位置，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm，将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处，物距是15cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像。故选B。 B 2．在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的         上。已知凸透镜焦距为10cm，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向        （选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、        的实像。 课堂练习 探究新知 【解析】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，为了确保成像的清晰和准确，我们需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度上，即凸透镜的主光轴上。这样，烛焰发出的光线经过凸透镜后，其成像光线才能准确地会聚在光屏上，形成清晰的像。 [2]由于物体（烛焰）到凸透镜的距离（物距）大于两倍焦距（即u>2f），根据凸透镜的成像规律，此时成倒立、缩小的实像，且像距位于一倍焦距和二倍焦距之间（即f<v<2f）。然而，从图中我们可以看出，光屏的初始位置可能并不在这个范围内，因此我们需要移动光屏来找到清晰的像。由于像距小于物距，所以光屏应该向靠近凸透镜的方向移动，即向左移动。 [3]若透镜向左移动，那么物距会减小。当物距减小到一倍焦距和二倍焦距之间，那么像会变大且为倒立、放大的实像。 主光轴 左 放大 课堂练习 探究新知 【解析】从点S画两条光线，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′ 3．（辽宁阜新·中考真题）在探究凸透镜成像规律的实验中，小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S´，画出光路图确定像点S´的位置，图中O为光心，F为焦点（保留必要的作图痕迹）。 课堂练习 探究新知 【解析】（1）[1]凸透镜靠近白纸时，纸上的光斑越来越大，由焦点的定义可知，此时透镜到白纸的距离小于焦距；要在白纸上得到最小最亮的光斑，需要将白纸移到透镜的焦点处，所以应使凸透镜与白纸之间的距离变大。 （2）[2][3]如图，凸透镜成的是实像，且物距小于像距，说明f＜u＜2f，v＞2f，是投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。 大 4．为了探究凸透镜成像的规律，小明找到了一个焦距未知的凸透镜。 （1）如图甲所示，在利用太阳光测量凸透镜焦距的过程中，小明发现凸透镜靠近白纸时，纸上的光斑越来越大。接下来，他应该使凸透镜与白纸之间的距离变      ，直至白纸上的光斑变得最小最亮。 （2）某次实验时烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示，这个像是       、      的实像。 倒立 放大 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $