第3节 凸透镜成像的规律（培优教学课件）物理新教材人教版八年级上册

物理八年级上册 • 人教版 第五章 　透镜及其应用 第3节 　凸透镜成像的规律 新课导入 同样是凸透镜，为什么成像不同？ 凸透镜成像究竟有什么规律呢？ 物体离镜头较远， 成倒立、缩小的实像。 物体离镜头较近， 成倒立、放大的实像。 物体离镜头更近， 成正立、放大的虚像。 学习目标 物理观念 1. 知道物距、像距的概念，能准确测量物距、像距。 2. 通过实验总结得出凸透镜成像的规律及其对应的应用。 科学思维 实验探究 1. 学会根据探究问题，梳理实验思路，设计实验步骤。 2. 能够根据实验步骤进行实验，能够从实验中获取数据，并尝试通过归纳得到结论。 科学态度与责任 1. 乐于参与观察、实验、有兴趣探索未知； 2. 形成从生活现象中发现问题、用规律解释生活现象的意识。 1. 观察凸透镜成像的变化，并能分析成像变化的原因。 2. 能在探究活动中，尝试提出问题。 重点难点 科学难点 基于数据和利用焦距这个参照标准， 归纳出凸透镜成像的规律。 教学重点 探究凸透镜成像的规律。 学习内容 探究凸透镜成像的规律 实验：探究凸透镜成像的规律 提出问题 演　示 凸透镜成像与什么因素有关? 凸透镜成像可能与____________________有关。 实验猜想 物体到透镜的距离 探究凸透镜成像的规律 关键物理量 物距：物体到凸透镜光心的距离，用 u 表示。 像距：像到凸透镜光心的距离，用 v 表示。 焦距：焦点到光心的距离，用 f 表示。 实验思路：凸透镜和焦距保持不变，只改变光源到凸透镜的距离，观察、记录像的正倒、大小、虚实以及像距。 改变物距 物体由远及近 调节光屏 寻找清晰实像 观察记录 虚实、大小、正倒 探究凸透镜成像的规律 实验器材 　　“F”形发光物体(4.5cm)、凸透镜(10cm)、光屏、带有刻度的光具座、刻度尺。 探究凸透镜成像的规律 实验过程 1. 在光具座上依次放置发光物体、凸透镜和光屏，调节三者中心大致在同一高度。 2. 物体放在较远处，移动光屏，直到出现明亮、清晰的实像。 3. 物体向透镜移动几厘米，重复调节光屏并观察像的变化。 4. 当光屏上接不到像时，撤去光屏，从光屏一侧透过透镜观察虚像。 探究凸透镜成像的规律 物距 / cm 虚 / 实 放大 / 缩小 正 / 倒 像距 / cm 32 实像 缩小　 倒立　 13.5　 28　 实像　 缩小　 倒立　 14.5　 24　 实像　 缩小　 倒立　 15.3　 20 实像　 等大　 倒立　 20　 18 实像　 放大　 倒立　 21.3　 14 实像 放大 倒立 27 10 8 虚像 放大 正立 6 虚像 放大 正立 4 虚像 放大 正立 记录数据 焦距 f=10cm 探究凸透镜成像的规律 一倍焦距分虚实， 二倍焦距分大小。 分析论证 物距 / cm 虚 / 实 放大 / 缩小 正 / 倒 像距 / cm 32 实像 缩小　 倒立　 13.5　 28　 实像　 缩小　 倒立　 14.5　 24　 实像　 缩小　 倒立　 15.3　 20 实像　 等大　 倒立　 20　 18 实像　 放大　 倒立　 21.3　 14 实像 放大 倒立 27 10 8 虚像 放大 正立 6 虚像 放大 正立 4 虚像 放大 正立 　　以焦距 f 作为参照距离，描述物距和像距以及相应的成像特点。 焦距 f=10cm u＞2f 2f＞v＞f u=2f v=2f 2f＞u＞f v＞2f u=f 不成像 u＜f 探究凸透镜成像的规律 归纳总结 物距 像的性质 像距 虚实 大小 正倒 u>2f 实像 缩小 倒立 2f>v>f u=2f 实像 等大 倒立 v=2f 2f>u>f 实像 放大 倒立 v>2f u=f 不成像 u<f 虚像 放大 正立 　　当凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，所成的像离凸透镜越远，像越大。 探究凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像的规律 物近像远像变大 交流与合作 1. 实像区里，物体靠近时像怎么变？ u > 2f　物体较远 像在 f ~ 2f 之间 像距较小 倒立、缩小的实像 物近 f < u < 2f　物体较近 像在 2f 以外 像距较大 倒立、放大的实像 探究凸透镜成像的规律 2. 为什么 u < f 时光屏上接不到像？ 　　物体在一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放大的虚像。 虚像不是实际光线会聚而成，光屏承接不到，只能撤去光屏、用眼睛透过透镜观察——这正是放大镜的原理。 u = f　分虚实 折射光线平行，不成像 一倍焦距是实像与虚像的分界。 u = 2f　分大小 成倒立、等大的实像 二倍焦距是放大与缩小的分界。 探究凸透镜成像的规律 3. 利用特殊光线，绘制物体在一倍焦点处和二倍焦点处成像的原理图。 一倍焦距处不成像。 探究凸透镜成像的规律 描述物体在二倍焦距处成像的位置和成像特点。 物体在二倍焦距处，成倒立、等大的实像，此时像也在二倍焦距处。 探究凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像的规律 4. 从规律走向应用：三种典型光学仪器 生活中的“远、近、放大、缩小”，都可以用物距和焦距解释。 照相机 u > 2f 成倒立、缩小的实像。 像在透请另一侧，f<v<2f。 投影仪 f<u<2f 成倒立、放大的实像。 像在透镜另一侧，u>2f。 放大镜 u<f 成正立、放大的虚像。 像与物在透镜同侧， 光屏接不到。 【典例1】（2026•镇江）探究凸透镜成像规律的装置如图所示，此时光屏上呈现烛焰的像，下列说法正确的是（　　） A．像的性质为正立、放大 B．蜡烛适当向右移，光屏向左移才能在光屏上看到像 C．蜡烛适当向左移，可模拟远视眼 D．蜡烛和光屏向右移相同的距离，光屏上也能成像 D 探究凸透镜成像的规律 【典例2】（2026•常州）如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的实像。该像是（　　） A．倒立、放大的 B．倒立、缩小的 C．正立、放大的 D．正立、缩小的 B 探究凸透镜成像的规律 课堂总结 物距 像的性质 像距 应用 虚实 大小 正倒 u>2f 实像 缩小 倒立 2f>v>f 照相机 u=2f 实像 等大 倒立 v=2f 2f>u>f 实像 放大 倒立 v>2f 投影仪、幻灯机 u=f 不成像 u<f 虚像 放大 正立 放大镜 凸透镜成像的规律 1. 小明用奶奶的老花镜镜片正对着太阳时，可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点。若小明想通过此镜片看清微雕作品上比较小的图案，则作品到镜片的距离应满足（　　） A．小于40cm B．大于40cm C．大于80cm D．大于40cm而小于80cm 练习与应用 A 【解析】老花镜是凸透镜。小明用奶奶的老花镜镜片对着太阳时，可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点，这个圆点就是焦点，这个老花镜的焦距为40cm。 若小明想通过此老花镜的镜片看微雕作品上较小的图案，只有物距小于40cm,这样才能成图案放大、正立的虚像。 故选：A。 练习与应用 2. 毕业照给同学们留下了美好的青春记忆。拍照时（　　） A．照相机镜头相当于凹透镜 B．同学们应站在镜头一倍焦距以内 C．照相机成缩小的实像 D．想让成的像变大，镜头应远离同学们 C 练习与应用 【解析】ABC、照相机镜头相当于凸透镜，当同学们在凸透镜的二倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像，故AB错误，C正确； D、想让成的像变大，应增大像距，减小物距，即镜头应靠近同学们，故D错误。 故选：C。 练习与应用 3. 小明用凸透镜先后观察手指和窗外远处的景物，看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是（　　） A．甲中看到的是虚像；乙中看到的是实像 B．甲中成的是缩小的像；乙中所成的放大的像 C．甲中成像规律可应用于放大镜；乙中成像规 律可应用于投影仪 D．甲中手指在凸透镜1倍焦距以内；乙中窗外的景物在凸透镜1倍焦距以外 A 练习与应用 【解析】当用凸透镜观察自己的手指时，此时手指在凸透镜的焦点之内（1倍焦距以内），成放大、正立的虚像，应用于放大镜； 若看窗外远处的景物，此时窗外的景物在凸透镜的2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像，应用于照相机； 故A正确，BCD错误。 故选：A。 练习与应用 4. 关于凸透镜成像及应用（u是物距，f是焦距），下面四种说法中，正确的是（　　） A．成虚像时u＜f B．成实像时u＜f C．用做放大镜时u＜f D．用于幻灯机时u＜f。 AC 练习与应用 【解析】ABC、当物体放在焦点之内时，成正立放大的虚像。放大镜正是应用此原理。故AC正确，B错误； D、幻灯机是利用物距介于1倍与2倍焦距之间时凸透镜成倒立放大的实像原理制成的，故D错误； 故选：AC。 练习与应用 1．如图记录了三次改变物距的成像情况，请用A'、B'、C'分对应标出物体在位置A、B、C时所成的像。 提升训练 A' B' C' 【解析】图可知，物距都大于一倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，物远像近像变小，物近像远像变大，位置A时所成的像最小，位置C时所成的像最大，如图所示： 提升训练 2．小莉找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的粗细_______（选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”）一直不会有明显的 变化。当小明把铅笔竖直向上移动时，此时 通过装水的玻璃瓶会看到铅笔_______移动。 （选填“向上”、“向下”或“不”） 向上 粗细 提升训练 【解析】装有水的圆柱形玻璃瓶相当于一个凸透镜，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，物距小于焦距，起到放大镜作用，透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长，铅笔所成像的粗细一直不会有明显的变化； 当铅笔竖直向上移动时，通过装水的玻璃瓶会看到铅笔也向上移动。 故答案为：粗细；向上。 提升训练 3．(多选)在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是20cm B．蜡烛置于20cm刻度处，移动光屏可得到实像，照相机应用了这一原理 C．蜡烛置于35cm刻度处，向右移动光屏，能在屏上呈现放大的倒立的实像 D．蜡烛置于45cm刻度处，光屏向右移动到某一位置时，光屏上呈现放大的虚像 BC 提升训练 【解析】A、由题知，如图烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，根据图示和凸透镜成像规律可知，u=v=20cm=2f,所以焦距为10cm,故A错误； B、蜡烛置于20cm刻度处，则u=30cm,u＞2f时，成倒立、缩小的实像，照相机、摄像机就是根据这个原理制成的，故B正确； C、蜡烛置于35cm刻度处，则u=15cm,f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，又根据“物近像远像变大”，光屏应向右移动，故C正确； D、蜡烛置于45cm刻度处，u=5cm,u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D错误； 故选：BC。 提升训练 4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是10cm,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，实验装置如图所示： （1）实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，目的是 ___________________。 （2）实验中将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的实像，这是_________的原理（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 使像成在光屏的中央 照相机 提升训练 （3）再将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处，若使烛焰在光屏上再次成清晰的像，光屏应_______透镜（选填“远离”或“靠近”）；此过程中，像的大小_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 靠近 变小 不变 提升训练 【解析】（1）做凸透镜成像实验，要使烛焰的焰心，凸透镜的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央； （2）将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，物距是25cm,物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机根据此原理制成的； （3）将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，若使烛焰在光屏上再次成清晰的像，光屏应靠近透镜，像的大小变小； （4）小电灯放在该凸透镜的一倍焦距处，经凸透镜折射后平行于主光轴，所以在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小不变。 故答案为：（1）使像成在光屏的中央；（2）照相机；（3）靠近；变小；（4）不变。 提升训练 EV录屏5.1.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $