3.3 凸透镜成像的规律 课件 2026-2027学年苏科版八年级物理上册

苏科版新教材八年级物理上册第三章 三.凸透镜成像的规律 情境导入 将凸透镜逐渐远离烛焰，会观察到哪些现象呢？ 正立放大 找不到像 倒立放大 倒立缩小 像有正立放大的，有倒立放大的，还有倒立缩小的。 像还有实像、虚像之分。 凸透镜所成的像有正立或倒立、放大或缩小、实像或虚像的区别 猜想：凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物体到透镜的距离有关。 一.探究凸透镜成像的规律 凸透镜所成像的正倒、大小、虚实跟什么因素有关呢？ 【问题】 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (1)组装与调节； 光具座 蜡烛 凸透镜 光屏 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，应该如何调节？ 实验前，调整蜡烛(烛焰的中心)、凸透镜的光心、光屏的中心高度，使它们大致在同一高度。 能在光屏上呈现的像称为实像。 目的使像成在光屏的中央 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； 物距(u) 像距(v) 物距：物体到透镜的距离称为物距(u)； 像距：像到透镜的距离称为像距(v)。 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm 光屏 物体 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 凸透镜的焦距 f=10cm 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； ①将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，移动光屏的位置，直到找到一个清晰的像，并记录像距和像的特点； 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 32 13.5 倒立 缩小 实像 25 16.5 倒立 缩小 实像 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； ②把蜡烛向凸透镜移近，移动光屏的位置，直到找到一个清晰的像，并记录像距和像的特点； 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 18 20.4 倒立 放大 实像 15 21.3 倒立 放大 实像 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； ③把蜡烛继续向凸透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离较近，移动光屏的位置，观察光屏上是否成像，并记录物距和像的特点； 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 7 / 正立 放大 虚像 3 / 正立 放大 虚像 光屏上无法呈现烛焰的像，凸透镜成的是虚像 虚像的观察方法：取下光屏，从光屏一侧，透过凸透镜观察烛焰 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 (2)实验与记录； ④用焦距u=5.5cm的凸透镜重复上述实验。 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 26 6.5 倒立 缩小 实像 ② 14 8.5 倒立 缩小 实像 ③ 9 15 倒立 放大 实像 ④ 7 22 倒立 放大 实像 ⑤ 3 / 正立 放大 虚像 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【解释】 分析数据，寻找规律： 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 32 13.5 倒立 缩小 实像 ② 25 16.5 倒立 缩小 实像 ③ 18 20.4 倒立 放大 实像 ④ 15 21.3 倒立 放大 实像 ⑤ 7 / 正立 放大 虚像 ⑥ 3 / 正立 放大 虚像 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 26 6.5 倒立 缩小 实像 ② 14 8.5 倒立 缩小 实像 ③ 9 15 倒立 放大 实像 ④ 7 22 倒立 放大 实像 ⑤ 3 / 正立 放大 虚像 猜一猜：是不是存在着一个实像和虚像的分界点呢？ f=10cm f=5.5cm 当u ＞f 时，成的是倒立的实像 当u ＜f 时，成的是正立的虚像 当u=f时，? 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 想一想：你能从中发现形成实像和虚像的条件吗？ 【解释】 当u =f 时，不成像 一倍焦距分虚实。 ①u ＞f时 ，成实像；②u ＜f 时，成虚像； 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【解释】 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 32 13.5 倒立 缩小 实像 ② 25 16.5 倒立 缩小 实像 ③ 18 20.4 倒立 放大 实像 ④ 15 21.3 倒立 放大 实像 ⑤ 7 / 正立 放大 虚像 ⑥ 3 / 正立 放大 虚像 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 26 6.5 倒立 缩小 实像 ② 14 8.5 倒立 缩小 实像 ③ 9 15 倒立 放大 实像 ④ 7 22 倒立 放大 实像 ⑤ 3 / 正立 放大 虚像 猜一猜：是不是存在着一个缩小像和放大像的分界点呢？ f=10cm f=5.5cm 当u ＞2f 时，成的是缩小的像 当u ＜2f 时，成的是放大的像 当u=2f时，? 2f=20cm 2f=11cm 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【证据】 想一想：你能从中发现形成缩小像和放大像的条件吗？ 【解释】 当u = 2f 时，v = 2f ， 成倒立等大的实像。 二倍焦距分大小。 学生实验：探究凸透镜成像的规律 【解释】 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 32 13.5 倒立 缩小 实像 ② 25 16.5 倒立 缩小 实像 ③ 18 20.4 倒立 放大 实像 ④ 15 21.3 倒立 放大 实像 ⑤ 7 / 正立 放大 虚像 ⑥ 3 / 正立 放大 虚像 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 ① 26 6.5 倒立 缩小 实像 ② 14 8.5 倒立 缩小 实像 ③ 9 15 倒立 放大 实像 ④ 7 22 倒立 放大 实像 ⑤ 3 / 正立 放大 虚像 想一想：你能否归纳概括出凸透镜成像的其它规律呢？ f=10cm f=5.5cm 2f=20cm 2f=11cm u ＞2f  u ＞2f  f＜u＜2f   f＜u＜2f u＜f   u＜f 【交流】 (1)凸透镜成像具有怎样的规律呢？ 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像 的位置 光屏能 否承接 大、小 正、倒 虚、实 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧 能 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧 能 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧 能 u=f 不成像 u＜f / 放大 正立 虚像 同侧 不能 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。 一.探究凸透镜成像的规律 一.探究凸透镜成像的规律 【交流】 (2)在观察凸透镜成像的实验中，烛焰在晃动、蜡烛越烧越短，这些情况下，像的位置发生变化了吗? 想一想：你对凸透镜所成倒立的实像，还有哪些更深的理解呢？ 实像与物不仅上、下颠倒，而且左、右也颠倒，像与物的移动方向相反 想要使烛焰成像在光屏的中心应如何调节？ 调节方法：①将光源向上调节；②将透镜向下调节；③将光屏向上移 一.探究凸透镜成像的规律 【交流】 (3)破碎的镜片还能成像吗？ 像的性质、位置、正倒、大小没有改变，只是像的亮度变暗了。 想一想：你有哪些办法能使像变得更明亮清晰？ (4)无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到烛焰的像，这是什么原因？ ①烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度； ②U＜f成虚像； ③u=f不成像； ④像距太大(焦距太大、光具座太短)。 一.探究凸透镜成像的规律 【交流】 (5)光屏上成清晰的像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上还能成像吗？ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm F F 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm F F 想一想：这个现象体现了物理中的哪条规律呢？ 凸透镜成实像时：光路可逆。 若保持蜡烛，光屏位置不动，只移动透镜，光屏上会出现_____次成像。 一.探究凸透镜成像的规律 【交流】 (6)蜡烛沿光具座移动时，对应的像的位置、性质会怎样变化？ 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 大、小 正、倒 虚、实 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 ① ① ’ ② ②’ ④ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm F F ③ ④’ ③’ ⑤ ⑤’ 想一想：你发现了凸透镜成实像时的动态规律了吗？ 物近像远像变大 物像异侧像总倒 u＞v u=v u＜v 物近像远像变大，物远像近像变小； 像的大小像距定，像儿追着物体跑！ 一.探究凸透镜成像的规律 【交流】 (6)蜡烛沿光具座移动时，对应的像的位置、性质会怎样变化？ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm F F ⑦ ⑥ ⑥’ ⑦’ 想一想：你发现了凸透镜成虚像时的动态规律了吗？ 物近像近像变小 物像同侧像总正 物近像近像变小，物远像远像变大； 像的大小像距定，像儿追着物体跑！ 课堂巩固 1.在在探究“凸透镜成像规律”实验中如图所示： (1)如图甲所示，凸透镜位置固定，蜡烛放在40.0cm刻度线位置时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则透镜焦距 f=_____cm； (2)在图甲中将蜡烛移动至45cm刻度线处，则观察到的像是图乙中的_____(选填“1”、“2”、“3”或“4”)，此时将蜡烛向______(选填“左”、“右”)移动，观察到的像会变大。 10.0 4 左 课堂巩固 2.在探究凸透镜成像的规律实验时，实验室应保持较_____的环境(填“亮”或“暗”)，为了判断光屏上的像是否最清晰，需要_____________移动光屏，观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像，则像的大小比烛焰______。 暗 左右小范围 大 3.物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的_______(选填“同侧”、“两侧”)，它们的中心在___________上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成____________(选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”)的实像。 两侧 同一高度 倒立放大 课堂巩固 5.如上右图所示，烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以观察到烛焰清晰像的操作是 ( ) A.向左移动透镜同时调节光屏的位置； B.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置； C.从透镜左侧透过透镜向右观察； D.从透镜右侧透过透镜向左观察。 D 4.如下左图所示、在探究凸透镜成像规律的实验中，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节烛焰、凸透镜和光屏三者高度比较快捷的方法是将三者______(靠拢/远离)，调节凸透镜和光屏，使它们的中心正对______的中心，调节时，还应保证透镜面和光屏面与光具座轨道________。 靠拢 烛焰 垂直 课堂巩固 7.在研究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图)，在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是 ( ) A.光屏上所成的是正立、缩小的实像； B.光屏上所成的是倒立、放大的实像； C.光屏一定位于50～60cm刻度之间； D.光屏一定位于60～70cm刻度之间。 D 6.扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是 ( ) A.此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间； B.此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm； C.此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm； D.此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm。 B 二.凸透镜成像光路分析 1.凸透镜成像规律的模型建构： (1)u＞2f时，成倒立、缩小的实像，f＜v＜2f,像与物位于凸透镜的异侧； (2)u=2f时，成倒立、等大的实像，v=2f,像与物位于凸透镜的异侧； 二.凸透镜成像光路分析 1.凸透镜成像规律的模型建构： (4)u=f时，凸透镜不成像； (3)f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f,像与物位于凸透镜的异侧； 二.凸透镜成像光路分析 1.凸透镜成像规律的模型建构： (5)u＜f时，成正立、放大的虚像，像与物位于凸透镜的同侧； 2.凸透镜成像的物、像对应区域： 3.凸透镜成像的动态规律： 三.实践与应用 照相机 放映机(或投影仪) 放大镜 u＞2f，f＜v＜2f  成倒立缩小的实像 f＜u＜2f,v＞2f  成倒立放大的实像 u＜f    成正立放大的虚像 想一想：如何使所成的像变大？ 三.实践与应用 1.照相机： (1)照相机的调节： 照相机的调节：像偏小时：物体______相机，镜头______； 像偏大时：物体______相机，镜头______。 凸透镜成实像时，物近像远像变大 靠近 前伸 远离 后缩 (2)照相机的应用还有：摄像机、行车记录仪、监控探头等。 三.实践与应用 2.投影仪： (1)投影仪的调节： 像偏小时：投影片______镜头， 投影仪______屏幕； 像偏大时：投影片______镜头， 投影仪______屏幕。 靠近 远离 远离 靠近 凸透镜成实像时，物近像远像变大 (2)投影仪的应用还有：电影、幻灯机 三.实践与应用 3.放大镜： 日常生活中，放大镜成像主要利用了物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧。 F F O 凸透镜的焦距越短，对光的会聚本领越强，放大的倍数越大。 (1)放大镜成像原理： 三.实践与应用 3.放大镜： ①要想将看到的物体放大，应选用焦距比较小的凸透镜作为放大镜； (2)放大镜的使用： ②放大镜的调节： 凸透镜成虚像时，物近像近像变小 像偏小：物体稍微远离镜头，适当调节眼睛位置； 像偏大：物体稍微靠近镜头，适当调节眼睛位置。 (3)放大镜模型： 生活中的某些圆形的透明物体也可以看成放大镜。 三.实践与应用 4.凸透镜成像规律及其应用： 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像 的位置 光屏能 否承接 应用 大、小 正、倒 虚、实 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧 能 照相机 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧 能 测焦距 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧 能 投影仪 u=f 不成像 u＜f / 放大 正立 虚像 同侧 不能 放大镜 四.拓展延伸 (1)提出问题：还有什么因素会影响凸透镜成像的特点？ 猜想假设：可能与凸透镜的焦距也有关。 F F 四.拓展延伸 探究凸透镜的焦距大小对凸透镜成实像的影响： F F F F u = 14 cm u = 14 cm f = 10 cm f = 5.5 cm 当物距相同时，焦距越大，所成的实像越远也越大。 (2)探究凹透镜成像 四.拓展延伸 凹透镜成正立、缩小的虚像。 防盗门中的“猫眼”就是一个凹透镜。 课堂巩固 1.淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是 ( ) A.正立、放大的虚像； B.倒立、缩小的实像； C.正立、缩小的虚像； D.倒立、放大的实像。 A 2.老奶奶用放大镜看报纸时，为了使看到的字更大、更清晰，应使( ) A.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近一些； B.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些； C.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近一些； D.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些。 B 课堂巩固 3.课外阅读是同学们学习的一种重要途径。某同学在课外阅读时，用凸透镜观察书本上的一幅插图(如下图所示)，分别看到了 A、B、C、D中的四种情形，则凸透镜和书本之间的距离最大的是 (　　) C 4.如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距离透镜30cm处，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则此透镜的焦距是 (　　) A.10cm； B.15cm； C.20cm； D.25cm。 A 课堂巩固 会聚 实像 6.将点燃的蜡烛分别放在如上右图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律，蜡烛在____点，右侧光屏上成的像最大。若将蜡烛从a移到b，应将光屏向_______移动(选填“左”或“右”)，才能在光屏上呈现清晰的像。 5.如下左图甲所示，小明同学将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，直到纸上出现一个很小、很亮的光斑，这说明放大镜对光有________作用；接着小明又拿着这个放大镜观察远处的物体如图乙所示，看到的一定是_______(选填“实像”或“虚像”)。 b 右 课堂巩固 放大 左 8.如上右图所示，某同学记录多次实验数据，绘制了凸透镜u-v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是_____cm；当光源距透镜5.0cm时，光屏上_____(选填“有”或“无”)入射光经透镜折射后的光线，此时，像成在_______(选填“光屏”或“光源”)一侧。 7.用如下左图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、______的实像。若将烛焰适当远离凸透镜，则应将光屏向____移动适当距离才能在光屏上呈现烛焰清晰的像。 10 有 光源 课堂巩固 左 10.0 10.如下图所示，一点光源位于凸透镜的主轴MN上，凸透镜位置固定。当点光源位于A点时，它的像在B点；当点光源位于B点时，它的像在C点。则凸透镜位于_________(选填“A的左侧”、“AB之间”、“BC之间”、“C的右侧”)。 9.在“探究凸透镜成像规律的实验”中： (1)如下图甲所示，是小胡确定焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为________cm； (2)如图乙所示，此时为了让光屏上能出现清晰的像，在保持蜡烛和凸透镜位置不动的情况下，应适当向_____(选填“左”或“右”)移动光屏。 A的左侧 课堂巩固 11.在探究凸透镜成像实验中，当物距为20厘米时，得到一个倒立、缩小的实象，此时像距为13厘米，则凸透镜的焦距是 ( ) A.f＞20cm；B.13cm＜f＜20cm；C.10cm＜f＜13cm；D.6.5cm＜f＜10cm。 倒立缩小的实像 →u＞2f f＜10cm →f＜v＜2f v=13cm 6.5cm＜f＜13cm 6.5cm＜f＜10cm D 12.将物体放在焦距为f的凸透镜主轴上，物体距离透镜18cm、12cm和4cm时，各能得到缩小的实像、放大的实像、放大的虚像，则该凸透镜焦距f的取值范围______________。 6cm＜f＜9cm 倒立放大的实像 倒立缩小的实像 →u＞2f u1=18cm f1＜9cm →f＜u＜2f u2=12cm 6cm＜f2＜12cm 正立放大的虚像 →u＜f u3=4cm f3＞4cm 课堂小结 EVCapture4.2.4软件录制 Lavf57.25.100 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 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 EV录屏5.5.9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 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $