4.4 凸透镜成像（第2课时）-课件-2026-2027学年沪科版（五四学制）物理八年级上册

该初中物理课件聚焦凸透镜成像规律，通过“水滴中的黄瓜花”情境及学生提问导入，连接虚像知识，搭建学习支架引导学生探究成像条件及特点。 其亮点在于以科学探究为主线，结合实验器材问题分析、多组数据对比及学生实验记录，培养科学思维与探究能力。小结用表格系统呈现规律，助力学生掌握成像关系，教师可借助结构化流程提升教学效率。

凸透镜成像（第二课时） 年 级：八年级 学 科：物理（沪科技版） 第4章 光现象 第4节 凸透镜成像 1 水滴中的黄瓜花 （出镜） 放大仔细看看，透过水滴，我们看到了一个倒立缩小的像，对此现象你们有哪些疑惑呢？ 小虹 水滴中的黄瓜花 这个像也是虚像吗？ 小馨 看到这样的像需要满足什么条件？ 小唐 透过水滴能看到放大的像吗？ 小馨：看到这样的像需要满足什么条件吗？ 探究凸透镜成像的规律----提出问题 (出镜：手指一下) 我们用装水的圆底烧瓶模拟水滴，它相当于一个凸透镜，将雨伞图案置于烧瓶前不同位置，请同学们仔细观察所成的像，并尝试描述成像特点 探究凸透镜成像的规律----提出问题 小虹 倒立缩小的像、 倒立放大的像、 正立放大的像 小虹：我先看到了倒立缩小的像、然后看到了倒立放大的像、最后看到了正立放大的像 （出镜）这期间，老师改变了什么，才导致像的特点发生了变化？ 5 探究凸透镜成像的规律----作出猜想 小虹 倒立缩小的像、 倒立放大的像、 正立放大的像 小虹：改变了雨伞到凸透镜的距离，距离较远时，能看到倒立缩小的像、较近的时候能看到正立放大的像，介于两者之间看到了倒立放大的像；（出镜） （出镜）同学们观察的非常仔细，也就是说，物体与凸透镜之间距离的发生改变，所成像的特点也会发生变化，看来成像情况与物体到凸透镜之间的距离有密切的关系。（停顿）为了完成探究，我们需要哪些实验器材呢？ 6 探究凸透镜成像的规律----实验器材 凸透镜 f = 10cm 光源 h = 3.5cm h = 3.5cm 小虹 光屏 刻度尺 小虹：老师，我觉得还需要光屏和刻度尺。因为在探究平面镜成像的特点时，我们把光屏放在像的位置，来验证它是虚像，我想，我们这里也可以用这个方法，然后用刻度尺来测量物体和像分别到凸透镜的距离。 （出镜）看来同学们能把探究平面镜成像的实验中，验证虚像的方法借鉴过来，这非常好！ 探究凸透镜成像的规律----实验器材 小馨 成在光屏上的像是不是可以称作为“实像”？ 小馨：和平面镜成的虚像不同是的，我们在光屏上找到了清晰的像，请问老师，能成在光屏上的像，是不是可以称之为实像？ 探究凸透镜成像的规律----实验器材 小馨 像成在光屏边缘 小馨：其次我们发现，凸透镜太矮了，像成在了光屏的边缘，如果继续实验，像可能会成到光屏外面，这样就找不到像了； 探究凸透镜成像的规律----实验器材 小馨 刻度尺太短，难确定光源、凸透镜、光屏的位置 小馨：最后我们在测量像和物分别到凸透镜的距离时，也遇到了问题，一是普通的刻度尺太短，二是很难确定光源、凸透镜、光屏的准确位置。 探究凸透镜成像的规律----实验器材 成在光屏上的像是不是可以称作为“实像”？ 小馨 （不出镜）第二个问题，由于光源凸透镜和光屏的中心不在同一高度，所以这个实像成在了光屏的边缘，为我们测量它的高度带来了困难， 而且底座的中心位置不好确定，因此要从刻度尺上读数也较困难， 有什么实验器材可以帮我们解决上述问题呢？（停顿）下面老师给大家介绍实验室用的带刻度的光具座。 探究凸透镜成像的规律----实验器材 刻度尺太短，难确定光源、凸透镜、光屏的位置 小馨 像成在光屏边缘 （不出镜）第二个问题，由于光源凸透镜和光屏的中心不在同一高度，所以这个实像成在了光屏的边缘，为我们测量它的高度带来了困难， 而且底座的中心位置不好确定，因此要从刻度尺上读数也较困难， 有什么实验器材可以帮我们解决上述问题呢？（停顿）下面老师给大家介绍实验室用的带刻度的光具座。 全屏播放光具座放器材三心同高找实像 实验全屏：前面描述的是画面“【】”内是配音 画面1：全景依次放上去，都规到中间，手势不在同一高度。【这是带有刻度的光具座，实验时，把F光源、凸透镜和光屏，从左至右依次放置在光具座的滑块上。】 画面2：正面凸透镜和光屏调高度。【通过旋钮，调节他们的高度，】 画面3：全景手势同一高度。【使他们的中心在同一高度，这样就可以在光屏中央找到完整的实像。】 画面4：全景凸透镜移动到到中央零刻度。【把凸透镜固定在中央0刻度处】 画面5：正面特写0刻度。【如果同学们做实验的光具座，0刻度线不在中央，我们可以把凸透镜固定在中央的整数刻度，这样也能方便计算】 画面6：全景把光源移到远处38厘米刻度。【将光源移到较远的38厘米刻度】 画面7：正面中景光源和凸透镜（手势）。【我们把光源到凸透镜的距离称为物距】 画面8：正面特写38厘米。（出表格记录）【此时物距u等于38厘米】 画面9：全景移动光屏找像。【我们试着找一找，当光源在这个位置时，凸透镜是否能成实像。我们可以看到，移动的光屏上出现了像，为了准确确定像的位置】 画面10：侧面特写移动找像，缓慢来回移动2次，最清晰。【我们要来回移动光屏，直到光屏上的像最清晰为止。】 画面11：正面中景凸透镜和光屏（手势）。【我们把像到凸透镜的距离称为像距】 画面12：正面特写15.6厘米。（出表格记录）【此时，像距为13.6厘米】 画面13：侧面特写量像高1.3cm。（出表格记录）【我们观察到一个倒立缩小的实像，像高为1.3厘米】 探究凸透镜成像的规律----数据记录 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 38 13.6 1.3 实 倒 缩小 2 缩小 3 缩小 4 放大 5 放大 6 放大 f = 10 cm h = 3.5 cm （出镜） 和刚才观察雨伞一样，我们从，F光源离凸透镜较远的位置开始，慢慢靠近透镜，尝试找到大小不同的实像，各记录三次，并把物距、像距以及成像情况记录在表格中。 下面是同学们做实验时，具有代表性的一些片段，我们来看一下 14 1次缩小+1次放大+1次放太大无法记录 实验全屏： 画面1：全景把光源移到远处*厘米刻度。【将物体移到光具座上28厘米处】 画面2：正面特写*刻度。【即物距等于28cm】 画面3：全景移动光屏找像。【移动光屏找像】 画面4：侧面特写移动找像，最清晰。【移动光屏找像】 画面5：正面特写*刻度。【记录下此时的像距为15.6cm，】 画面6：侧面特写量像高*cm。（出表格记录）【像高1.9cm】 画面1：全景把光源移到远处*厘米刻度。【将物体移到光具座上18厘米处】 画面2：正面特写*刻度。【即物距等于18cm，】 画面3：全景移动光屏找像。【移动光屏找像】 画面4：侧面特写移动找像，最清晰。【移动光屏找像，】 画面5：正面特写*刻度。【记录下此时的像距为22.5cm，】 画面6：侧面特写量像高*cm。（出表格记录）【像高4.4cm】 画面1：全景把光源移到远处*厘米刻度。【将物体移到光具座上13厘米处】 画面2：正面特写*刻度。【移动光屏找像】 画面3：全景移动光屏找像。【移动光屏找像】 画面4：侧面特写移动找像，发现像太大。【发现像太大，超过了光屏的大小，于是想到在光屏上贴一张更大的白纸】 画面5：中景光屏上A4纸，移动光屏。【继续移动光屏找像】 画面6：侧面特写移动光屏找像，发现周围较暗。【发现像的边缘较暗，无法准确的确定像的大小】 画面7：全景画面手势物距减小，像距增大移出光屏。【同时，我们还发现如果继续减小物距进行实验，根据先前的实验经验，像距要继续增大，可能要移出光具座。所以物距小到一定程度时，我们就很难准确得找到像的位置，并确定它的大小。】 15 探究凸透镜成像的规律----数据分析 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 38 13.6 1.3 实 倒 缩小 2 28 15.6 1.9 实 倒 缩小 3 23 17.7 2.7 实 倒 缩小 4 19 21.1 3.9 实 倒 放大 5 18 22.5 4.4 实 倒 放大 6 15 30 7 实 倒 放大 f = 10 cm h = 3.5 cm （不出镜）这是我们汇总的实验数据 根据我们所记录物距u与像距v以及成像情况，你能发现什么规律吗？ （30秒，倒计时+配乐） 16 探究凸透镜成像的规律----数据分析 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 38 13.6 1.3 实 倒 缩小 2 28 15.6 1.9 实 倒 缩小 3 23 17.7 2.7 实 倒 缩小 4 19 21.1 3.9 实 倒 放大 5 18 22.5 4.4 实 倒 放大 6 15 30 7 实 倒 放大 f = 10 cm h = 3.5 cm 小虹 变小 变大 变大 小虹：老师，我发现凸透镜成实像时，当光源在不断靠近凸透镜的过程中，(动画)也就是物距u在逐渐变小，像距v在逐渐变大，同时像的高度也逐渐增加，而且和物相比，从缩小的变成了放大的像； 17 探究凸透镜成像的规律----数据分析 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 38 13.6 1.3 实 倒 缩小 2 28 15.6 1.9 实 倒 缩小 3 23 17.7 2.7 实 倒 缩小 4 19 21.1 3.9 实 倒 放大 5 18 22.5 4.4 实 倒 放大 6 15 30 7 实 倒 放大 f = 10 cm h = 3.5 cm ＞ ＜ 小馨 小馨：我发现，凸透镜成实像时，(动画)当物距大于像距，成的是缩小的像，当物距小于像距，成的是放大的像； 18 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小虹 小馨 （手势竖过来）同学们不仅分析了像距随物距的变化； （手势横过来）还比较像距与物距的大小关系，来找成像规律。这非常好 但是，我们目前还不能得出，究竟物距在什么范围内可以成倒立缩小的像，又在什么范围内可以成倒立放大的像，放大实像和缩小实像的分界点在哪里？ 可能是实验数据不够多，亦或者是用表格形式分析数据的方法不够直观 那么，我们就把其他同学，也用焦距为10cm的凸透镜做实验的数据，一起汇总进来，并按比例画在图像中，看看还有什么发现？ 19 探究凸透镜成像的规律----数据分析 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 38 13.6 1.3 实 倒 缩小 2 28 15.6 1.9 实 倒 缩小 3 23 17.7 2.7 实 倒 缩小 4 19 21.1 3.9 实 倒 放大 5 18 22.5 4.4 实 倒 放大 6 15 30 7 实 倒 放大 f = 10 cm h = 3.5 cm 持续变大 ＜3.5cm ＞3.5cm （不出镜）这是我们汇总的实验数据 根据我们所记录物距u与像距v以及成像情况，你能发现什么规律吗？ （30秒，倒计时+配乐） 20 探究凸透镜成像的规律----数据分析 成实像时，物距变小，像距变大，像变大，和物相比，像从缩小变成了放大。 小虹 小馨 成实像时，当物距大于像距，成缩小的像，当物距小于像距，成放大的像。 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm 并按比例画在图像中，看看是否能猜想出放大实像和缩小实像的分界点在哪儿？ （倒计时30秒） 21 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小虹 序号9和10之间，物距取某个值时会成等大的像，这个位置就是放大像和缩小像的分界点。 缩小 放大 等大 等大 小虹：老师，我发现：(动画）物距在减小的过程中，像在逐渐（重点读）变大而且从缩小变成放大，我觉得在5和6序号之间，若物距u取某个数值时，应该会出现等大的像，这个位置就应该是放大像和缩小像的分界点。 22 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小馨 序号9和10之间，存在u=v时，成等大的像，这个位置就是放大像和缩小像的分界点。 u＜v 放大 u＞v 缩小 u=v 等大 小馨：我发现：物距在减小的过程中，(动画)一开始物距u＞像距v，后来u＜v，我觉得在5和6序号之间应该存在物距u等于像距v时，成等大的像，这个位置就应该是放大像和缩小像的分界点。 23 探究凸透镜成像的规律----数据分析 （出镜） 同学们分析的关注点，都在序号5和6之间，当物体放在某个位置时，通过凸透镜能成等大的像。那么，这个位置究竟在哪呢？怎样才能找到这个关键点呢？ （20秒，倒计时+配乐） 24 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm 探究凸透镜成像的规律----数据分析 缩小 范围 小虹 小虹：我们可以选取序号5和6之间的物距进行实验，尝试缩小这个点所在的范围； 25 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小馨 小馨：老师，之前我们学习了利用光路图找像，观察图像特点后，（动画）我想到了画出平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点； 26 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm ( 2f )10cm ( 2f )10cm 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小馨 小馨：(动画）然后取一像高等于物高的线段，发现成等大像时，像就在像距v等于2f的位置，然后根据前面的推测u=v也应该等于2f。 27 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 1‘ 3‘ 4‘ 5‘ 6‘ 10’ 15‘ ( f )10cm 主光轴 11‘ F F 11 13 15 2‘ 7‘ 8‘ 12’ 13’ 14’ 9‘ ( f )10cm ( 2f )20cm 1 ( 2f )20cm 小唐 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小唐：小馨同学，我觉得这个像距v等于2f的位置，不用通过量物高去找，直接证明就可以了。（动画1）我们再画出经光心的光线传播方向不变，（动画2）这两个黄色的三角形不就是全等三角形吗？！（动画3）因此蓝色线段相等。所以，像所在的位置，即像距v=2f，同样根据前面小馨同学的推测，物距u应该等于像距v也等于2f 28 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小唐：小馨同学，我觉得这个像距v等于2f的位置，不用通过量物高去找，直接证明就可以了。（动画1）我们再画出经光心的光线传播方向不变，（动画2）这两个黄色的三角形不就是全等三角形吗？！（动画3）因此蓝色线段相等。所以，像所在的位置，即像距v=2f，同样根据前面小馨同学的推测，物距u应该等于像距v也等于2f 29 全品播放等大实像 实验全屏： 将F光源放在u=20厘米位置，移动光屏找像，恰巧也在20cm的位置找到了一个像，量一下像高，正好等于3.5厘米，（以上小贝配音） 画面1：全景把光源移到远处*厘米刻度 画面2：正面特写*刻度 画面3：全景移动光屏找像 画面4：侧面特写移动找像，最清晰 画面5：正面特写*刻度 画面6：侧面特写量像高*cm 30 探究凸透镜成像的规律----数据分析 小虹 （出镜) 通过这次实验，确实验证了我们的想法，在u=v=2f 的时候找到了等大的像 那如何证明这个实验结论具有普遍性呢？ 31 探究凸透镜成像的规律----数据分析 实验序号 物距u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h’/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 48 21.9 1.6 实 倒 缩小 2 38 24.8 2.3 实 倒 缩小 3 33 27.5 2.9 实 倒 缩小 4 30 30.0 3.5 实 倒 等大 5 28 32.3 4.0 实 倒 放大 6 26 35.5 4.8 实 倒 放大 7 24 40.0 5.8 实 倒 放大 f = 15 cm h = 3.5 cm （不出镜） 非常好，我们来看看其他组的实验数据， 其实，更多实验表明，当u=v=2f 时，确实能成倒立等大的实像 32 小结 （不出镜） 我们一起来小结今天的探究成果 (动画1)当u=v=2f 时，成倒立等大的实像，不管对于物距也好，像距也好，等于2f时，都是一个关键的分界点，区分了缩小实像和放大实像，（动画2）当u＞2f 时，v＜2f时成时成倒立、缩小、实像. （动画3）当u＜2f 时，v大于2f时成成倒立、放大、实像。从图像上看，今天我们通过实验找到的实像，(动画4)物距范围都集中在这一段。如果将物体移到靠近凸透镜的这一区域，是否还会存在其他的关键点呢？上节课我们学过，（动画5）焦距是凸透镜的重要参数，那物距u=f时，是否也是一个关键点呢？（动画6）成倒立缩小实像时，像距的具体范围，以及成倒立放大实像时，物距的具体范围，是否会和这个关键点有关系呢？我们将在下一节课继续探究。 33 序号 物距 u 像距 v 成像情况 1 2 u = 2f v = 2f 倒立、等大、实像 3 小结 16 16 ‘ (2f ) (2f ) u＞2f v＜2f 倒立、缩小、实像 u＜2f v＞2f 倒立、放大、实像 ? ? ?＜ ?＜ （不出镜） 我们一起来小结今天的探究成果 (动画1)当u=v=2f 时，成倒立等大的实像，不管对于物距也好，像距也好，等于2f时，都是一个关键的分界点，区分了缩小实像和放大实像，（动画2）当u＞2f 时，v＜2f时成时成倒立、缩小、实像. （动画3）当u＜2f 时，v大于2f时成成倒立、放大、实像。从图像上看，今天我们通过实验找到的实像，(动画4)物距范围都集中在这一段。如果将物体移到靠近凸透镜的这一区域，是否还会存在其他的关键点呢？上节课我们学过，（动画5）焦距是凸透镜的重要参数，那物距u=f时，是否也是一个关键点呢？（动画6）成倒立缩小实像时，像距的具体范围，以及成倒立放大实像时，物距的具体范围，是否会和这个关键点有关系呢？我们将在下一节课继续探究。 34 完成《作业练习》1、2。 作业 这是今天的作业，完成作业单的1和2并复习本节课的内容。今天的课就到这里，同学们再见！ $