531探究凸透镜成像的规律课件人教版（2024）物理八年级上册

八年级上

第3节凸透镜成像的规律第1课时

探究凸透镜成像的规律1.通过实验探究，知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距

的关系.2.通过对凸透镜成像实验的观察分析，总结出凸透镜成像的规律.

学习目标新课引入问题通过前面的学习，我们已经看到了照相机、投影机、放大镜的凸透镜成像情况.那么，凸透镜成像究竟有什么规律呢?投影机成倒立、放大的实像

照相机成倒立、缩小的实像放大镜成正立、放大的虚像

照相机和投影仪不同的是物体通常离照相机的镜头比较远，而离投影仪的镜头比较近；另外放大镜观察物体时，物体离放大镜也比较近.像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系？思考

由此可见像的虚实、大小、正倒与物体离凸透镜的距离(物距)有关系.探究凸透镜成像的规律新知学习实

验

1.设计方案，收集证据【实验思路】如图所示，把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律.【实验过程】1.设计方案，收集证据发光物体凸透镜

f=10cm光屏带有刻度尺的光具座调整发光物体、透镜和光屏的高度，使它们的中心高度相同.(1)把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像.观察

实像的大小和正倒，测出物距和像距.(3)继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作.总能

在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，

可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像.

此时发光物体和它的像在什么位置?(2)把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作.(4)记录凸透镜的焦距

f，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表.每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据.物距/cm像的性质像距/cm正倒大小虚实点击播放视频物距/cm像的性质像距/cm正倒大小虚实30倒立缩小实像14.724倒立缩小实像16.620倒立等大实像2015倒立放大实像28.312倒立放大实像5910不成像——7正立放大虚像——5正立放大虚像——实验记录表格f=10cm物距/cm像的性质像距/cm正倒大小虚实30倒立缩小实像14.724倒立缩小实像16.620倒立等大实像2015倒立放大实像28.312倒立放大实像5910不成像——7正立放大虚像——5正立放大虚像——【实验结论】2.得出结论，作出解释f=10cm倒立倒立倒立倒立倒立实像实像实像实像实像u＞f正立正立虚像虚像u＜f一倍焦距分正倒、虚实，内正外倒、内虚外实u=f一倍焦距外成倒立的实像一倍焦距内成正立的虚像一倍焦距不成像不成像物距/cm像的性质像距/cm正倒大小虚实30倒立缩小实像14.724倒立缩小实像16.620倒立等大实像2015倒立放大实像28.312倒立放大实像5910不成像——7正立放大虚像——5正立放大虚像——u＞2f倒立缩小实像倒立缩小实像f＜v＜2f等大u=2fv=2ff＜u＜2f倒立放大实像倒立放大实像v＞2fu=f正立放大虚像正立放大虚像u＜f二倍焦距分大小，内大外小二倍焦距外成缩小的实像二倍焦距成等大的实像一倍焦距到二倍焦距之间成放大的实像一倍焦距内成放大的虚像f=10cm【实验结论】2.得出结论，作出解释凸透镜成像的规律：一焦分虚实，内虚外实；二焦分大小，内大外小；虚像同侧正，实像异侧倒.简记口诀：物距像的性质像距正倒大小虚实u>2f倒立缩小实像f<v<2fu=2f倒立等大实像v=2ff<u<2f倒立放大实像v>2fu=f不成像——u<f正立放大虚像——凸透镜成实像时：物距减小，像距增大，像变大.u=30cmu=15cm实验中，当凸透镜成实像时，在物距减小的过程中，你还发现了什么？思考你能画出凸透镜成像各种不同情况的光路图吗？根据光路图得出的结论与实验得出的结论一致吗？？A'B'A'B'A'B'A'B'倒立、缩小、实像

倒立、等大、实像倒立、放大、实像不成像正立、放大、虚像成实像时，物距减小，像距增大，像变大u>2fu=2ff<u<2fu=fu<fvuf2ff2f等大测焦距u=v=2ff＜v＜2fv=2fv＞2f成虚像时，物距减小，像距减小，像变小u>vu=vu<

v4.交流合作，评估反思(1)在实验时，如果不知道焦距，该如何测量焦距？方案一：利用实验装置，调整光源、凸透镜和光屏的位置，光屏上出现最小、最亮的光斑时物距即为焦距.焦距焦点方案二：利用物距等于像距时成等大的像来确定焦距，此时u=v=2f

，即焦距等于物距的一半，f=.A'B'u=2fv=2f(2)当凸透镜成实像时，用手或用不透明的物体挡住透镜的上部分或下部分，成像情况如何呢？4.交流合作，评估反思当透镜被遮挡一部分时，仍能成完整的像，但像变暗了.4.交流合作，评估反思(3)实验为什么选择发光二极管而不选择点燃的蜡烛作为发光物体呢？使用点燃的蜡烛作为发光体的不足：①烛焰形状不稳定，不易比较像与物的大小关系.②蜡烛燃烧变短，像会偏离光屏的中央.③烛焰亮度较小，成像不够清晰.④不能直接判断像是否左右颠倒.物距u像的性质像距v正倒大小虚实u>2f倒立缩小实像f<v<2fu=2f倒立等大实像v=2ff<u<2f倒立放大实像v>2fu=f不成像——u<f正立放大虚像——想

想

议

议

在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内?物距与像距相比，哪个比较大?

在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内?物距与像距相比，哪个比较大?u

>v

u＜v

想

想

议

议

在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间，此时物距大于像距.

在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在二倍焦距以外，此时像距大于物距.课堂小结物距u像的性质像距v正倒大小虚实u>2f倒立缩小实像f<v<2fu=2f倒立等大实像v=2ff<u<2f倒立放大实像v>2fu=f不成像——u<f正立放大虚像——成像规律口诀：一焦分虚实，内虚外实；二焦分大小，内大外小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物近像远像变大，物远像近像变小.探究凸透镜成像的规律1.某同学用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”的实验．(1)实验前老师让同学们先将实验室窗帘拉上再进行实验，目的是__________________．(2)选择合适的透镜后，实验时为了使像成在光屏的中央，需要调整实验器材，下列已经调整好的是____(选填字母).

随堂练习

使发光体的像更清晰B为了能清楚观察到实验现象，实验环境应较暗一些，便于观察成像．因此将实验室窗帘拉上，目的是使发光体的像更清晰发光体、凸透镜的光心以及光屏的中心大致在同一高度(三心等高)三心不等高×三心等高√三心不等高×(3)该同学将图甲中凸透镜置于60cm刻度线处，再将发光体置于透镜前，调节发光体和光屏的位置，发现光屏上出现等大、倒立、清晰的像，此时发光体和光屏相距60cm，则此凸透镜焦距是____cm.(4)保持图甲中透镜和光屏位置不变，该同学把发光体移至50cm刻度线处，此时他需要从_____(选填“发光体”或“光屏”)一侧观察，才能看到一个_____、放大的虚像．u+v=60cmu=v=2f15u=10cm，即u＜f，成正立、放大的虚像，物、像位于同一侧，应从光屏一侧观察f=15cm光屏正立(5)当光屏上成清晰的像时，更换焦距更小的透镜，且不改变发光体与凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应该向____移动.(6)若实验中他不小心用手指尖触碰到了凸透镜，这时光屏上_____(选填“会”或“不会”)出现指尖的像.

不会

左

透镜焦距变小，折射光线更靠近主光轴，像左移，光屏应该向左移动才能在光屏上成清晰的像相当于透镜被遮挡一部分时，仍能成完整的像，但像变暗了(7)该同学找来了如图乙所示的实验装置，光具座上凸透镜所在的位置为零刻度，数值向左向右依次增大，在画有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯代替发光体，光屏上画有同样的格子，与图甲的实验装置相比，此装置的优点是：_______________________________________________________.(写出一个即可)

可以直接读出物距与像距(可以准确得出像与物的大小关系等)可以直接读出物距与像距可以准确得出像与物的大小关系2.某同学为探究凸透镜成像的规律，进行了如下实验：(1)将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为_____cm.10.0焦距焦点(2)在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将发光体适当靠近凸透镜，发现光屏上发光体的像变得模糊不清.为呈现一个清晰的像，则应在发光体与凸透镜中间加一个____透镜.凸物距减小成实像时，物距减小，像距增大，像成在光屏右侧要使像左移，折射光线更靠拢主光轴，在发光体与凸透镜中间凸透镜(3)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图丙所示.将发光体向左移动，如果要保证光屏上还是成清晰的像，我们应该向水透镜中_______(选填“注水”或“排水”)，此时水透镜的焦距变___(选填“大”或“小”).排水大物距增大成实像时，物距增大，像距减小，像成在光屏左侧应该使像距增大，像右移，折射光线更远离主光轴，所以应该想水透镜中排水，使水透镜焦距变大丙3.如图甲所示，当汽车倒车时，尾部的摄像头会将拍下的图像呈现在车内的显示屏上．某同学发现，倒车时屏上呈现的像逐渐变大．他用图乙所示装置模拟倒车时显示屏上像的变化，该同学在进行实验模拟前应该进行的操作是：________________________________________________________________________；调好后，该同学保持“F”形发光二极管的位置不变，应将透镜逐渐_____(选填“靠近