5.3 凸透镜成像的规律 课件-2026-2027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”，课堂导入结合照相机、投影仪、放大镜等生活情境，复习物距、像距、焦距旧知，提出像的性质与物距关系的探究问题，搭建旧知到新知的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过F形LED光源、“三心同高”调节等实验设计培养科学探究能力，用表格归纳、动态口诀（如“一倍焦距分虚实”）提升科学思维，配套交互动画辅助理解。分层作业和实验问题解决帮助学生巩固应用，教师可高效引导学生掌握规律与生活联系。

人教版物理 · 八年级上册 · 第五章 第3节 凸透镜成像的规律 —— 探究实验 · 科学思维 · 生活应用 —— 配套交互动画：凸透镜成像规律（F光源版）可在浏览器中直接打开 教学环节 01 课堂导入 生活情境 · 复习旧知 提出可探究的问题 02 学习目标 对照课标要求 明确探究任务 03 教学过程 设计实验 · 收集证据 归纳规律 · 学以致用 04 教学评价 课堂小结 · 当堂练习 反思拓展 · 分层作业 课堂导入 身边熟悉的凸透镜 1 照相机 物体离镜头较远 成 倒立、缩小 的实像 投影仪 物体离镜头较近 成 倒立、放大 的实像 放大镜 物体离镜头很近 成 正立、放大 的虚像 思考： 像的虚实、大小、正倒，与物体到凸透镜的距离（物距 u）有什么关系？ 课堂导入 复习旧知 · 认识三个"距离" 2 物距 u 物体到凸透镜光心的距离 像距 v 像到凸透镜光心的距离 焦距 f 焦点到光心的距离（本实验焦距 f = 10 cm） 上节回顾：三种器材的成像特点 器材 物距范围 像的特点 照相机 u > 2f 倒立、缩小、实像 投影仪 f < u < 2f 倒立、放大、实像 放大镜 u < f 正立、放大、虚像 学习目标 3 科学观念 探究并知道凸透镜成像的规律，能说出像的虚实、大小、正倒随物距变化的规律 科学思维 经历"数据 → 比较 → 归纳"的过程，学习用表格法处理实验证据、概括物理规律 探究实践 能自主设计实验方案，会调节"三心同高"，会改变物距并测量对应的像距 态度责任 实事求是记录数据，体会合作交流的意义，了解凸透镜成像在生产生活中的应用 PART 01 实验探究：设计并进行实验 提出问题 → 猜想假设 → 设计实验 → 收集证据 → 归纳结论 教学过程 环节一：实验器材与装置 4 实验器材 • 光具座（带刻度） • F 形 LED 光源（或蜡烛） • 凸透镜（f = 10 cm）及插座 • 光屏（毛玻璃面） 提示 用 F 形光源便于直接判断像的正倒与左右关系 教学过程 环节一：装置调节——"三心同高" 5 为什么要"三心同高"？ 使 F 光源中心、凸透镜光心、光屏中心大致在同一高度 目的 保证像能成在光屏中央，便于观察和测量 安全提示：凸透镜聚焦实验请注意用眼安全，勿将会聚光斑直射眼睛 教学过程 环节二：设计方案并收集证据 6 实验方法： 把凸透镜固定在光具座中央，F 光源从距透镜较远处逐渐靠近，每次改变物距 u 后，移动光屏直到出现最清晰的像，记录对应的像距 v 和像的特点。 物距 u 与焦距的关系 像的虚实 像的正倒 像的大小 像距 v 的范围 u > 2f u = 2f f < u < 2f u = f u < f （请同学们边实验、边观察、边把表格填写完整） 教学过程 环节三：数据分析 —— u > 2f 7 实验结论： 成倒立、缩小的实像，像距 f < v < 2f • 光屏上呈现清晰、倒立、缩小的像 • 像与光源上下颠倒、左右相反 • 像距 v 满足：f < v < 2f • 物距 u 越大，像越小、像距越小 应用：照相机、摄像机镜头 教学过程 环节三：数据分析 —— u = 2f 8 实验结论： 成倒立、等大的实像，像距 v = 2f • 光屏上的像与光源大小相等 • 像距 v 恰好等于 2f • 这是放大与缩小实像的分界点 巧用：已知清晰等大的像，可测焦距 f = u/2 分界点记忆：二倍焦距分大小（u=2f 是像放大与缩小的分界） 教学过程 环节三：数据分析 —— f < u < 2f 9 实验结论： 成倒立、放大的实像，像距 v > 2f • 光屏上呈现倒立、放大的实像 • 像距 v 满足：v > 2f • 物距 u 越小（越接近 f），像越大、像距越大 应用：投影仪、幻灯机、电影放映机 教学过程 环节三：数据分析 —— u < f 10 实验结论： 成正立、放大的虚像 • 光屏上承接不到像（虚像不能呈现在光屏上） • 透过透镜观察：正立、放大的虚像 • 物体越靠近焦点，虚像越大 应用：放大镜 分界点记忆：一倍焦距分虚实（u=f 是实像与虚像的分界；u=f 时不成像） 教学过程 环节三：归纳总结——凸透镜成像规律 11 物距 u 像的虚实 像的正倒 像的大小 像距 v 应用 u > 2f 实像 倒立 缩小 f < v < 2f 照相机 u = 2f 实像 倒立 等大 v = 2f 测焦距 f < u < 2f 实像 倒立 放大 v > 2f 投影仪 u = f 不成像（虚实的分界点） u < f 虚像 正立 放大 —— 放大镜 记忆口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像时，物近像远像变大。 教学过程 环节三：动态成像规律 12 成实像时（u > f） 物近 → 像远 → 像变大 物远 → 像近 → 像变小 成虚像时（u < f） 物近 → 像近 → 像变小 物远 → 像远 → 像变大 光路可逆 让光源与光屏位置互换（u、v 互换） 光屏上仍能得到清晰的像 口诀理解："物近像远像变大"只适用于实像；虚像的变化规律正好相反。 教学过程 环节四：学以致用——三种光学仪器 13 照相机 物距条件：u > 2f　像：倒立、缩小、实像 镜头靠近人、像变小（物远像近像变小） 投影仪 物距条件：f < u < 2f　像：倒立、放大、实像 要使屏幕上的像更大，镜头应靠近投影片（物近像远像变大） 放大镜 物距条件：u < f　像：正立、放大、虚像 想让像更大一些，应让放大镜适当远离（靠近焦点） 教学评价 当堂练习（一）教材第5题 · 数据分析 14 教学评价 当堂练习（一）教材第5题 · 数据分析 14 ▲ 教材第五章第3节「动手动脑学物理」第5题（实验数据表） （1）怎样判断实像的放大缩小？ 比较像高与光源高度（3.0 cm）：像高＞3.0 cm 为放大，反之为缩小。 （2）凸透镜的焦距是多少？ u = v = 20.0 cm 时像高等于光源高，u = 2f，故 f = 10 cm。 （3）成虚像时光源在哪个范围？ u ＜ f，光源应在 0～10 cm 内（表中 4.0～8.0 cm 均成正立虚像）。 教学评价 当堂练习（二）教材第4题 · 换用透镜 15 ▲ 教材第五章第3节「动手动脑学物理」第4题（配图5.3-2） 分析 物与光屏位置不变，像距不变；乙镜焦距更小、折光能力更强，像会提前会聚。 答 透镜乙应放在透镜甲的左侧（更靠近光源一侧）。 教学过程 拓展提升：实验中的两个常见问题 16 问题1：实验时间过长，光源（蜡烛）变短，像的位置偏高怎么办？ 解决办法：光源上移 / 透镜下移 / 光屏上移 问题2：透镜被遮挡一部分（如有苍蝇落在镜上），像还完整吗？ 像仍然完整，只是变暗——物体上任一点发出的光都有一部分经透镜其余部分会聚成像。 教学评价 课堂小结 17 凸透镜成像规律 一个核心 像的性质由物距决定 两个分界 u = f 分虚实 u = 2f 分大小 三种应用 照相机 / 投影仪 放大镜 动态规律 实像：物近像远像变大 虚像规律相反 基础作业 完成教材"动手动脑学物理"第 1～3 题； 整理本节课实验数据记录表。 实践作业 用放大镜观察课本上的字：先靠近再逐渐远离， 记录你看到的像的变化，并用今天的规律解释它。 拓展思考 照相机拍远景后再拍近景，镜头应怎样调节？ 试着用"物近像远像变大"说明理由。 $