5.3凸透鏡成像的規(guī)律5.第五章透鏡及其應(yīng)用人教版2024版物理八年級上冊【精做課件】授課教師：********班級：********時(shí)間：********播放一段使用相機(jī)拍攝遠(yuǎn)近不同物體，照片中物體清晰成像的視頻，以及用投影儀在屏幕上展示不同大小圖片的視頻片段。?視頻播放結(jié)束后，提問學(xué)生：“在視頻中，相機(jī)能讓遠(yuǎn)近不同的物體都清晰成像，投影儀能在屏幕上呈現(xiàn)大小不同的像，你們知道這背后是怎么做到的嗎？這和凸透鏡成像有什么關(guān)系呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考并積極發(fā)言，激發(fā)學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的探究興趣，從而引出本節(jié)課的主題——凸透鏡成像的規(guī)律。?（二）知識新授?實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像規(guī)律（20分鐘）?演示實(shí)驗(yàn)1：搭建實(shí)驗(yàn)裝置，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰中心、凸透鏡光心、光屏中心大致在同一高度。向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄客雇哥R成像規(guī)律，以及實(shí)驗(yàn)中需要測量和記錄的物理量，如物距（蠟燭到凸透鏡的距離u）、像距（光屏到凸透鏡的距離v）、像的大小、正倒和虛實(shí)情況。?把蠟燭放在較遠(yuǎn)處（大于2倍焦距），移動光屏，觀察光屏上成像的情況，記錄像的大小、正倒和虛實(shí)，同時(shí)測量并記錄物距和像距。此時(shí)，光屏上成倒立、縮小的實(shí)像，像距在1倍焦距和2倍焦距之間。?改變蠟燭的位置，將蠟燭移到2倍焦距處，再次移動光屏，觀察成像情況并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。此時(shí)，光屏上成倒立、等大的實(shí)像，像距等于2倍焦距。?把蠟燭移到1倍焦距和2倍焦距之間，移動光屏，觀察成像情況。此時(shí)，光屏上成倒立、放大的實(shí)像，像距大于2倍焦距。?最后，把蠟燭放在小于1倍焦距處，在光屏上觀察不到像，通過凸透鏡觀察蠟燭，記錄看到的像的特點(diǎn)（正立、放大的虛像）。?學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：將學(xué)生分成若干小組，每組配備實(shí)驗(yàn)器材，包括光具座、凸透鏡（焦距已知）、蠟燭、光屏、火柴、刻度尺等。各小組按照演示實(shí)驗(yàn)的步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，多改變幾次蠟燭的位置，記錄不同物距下的成像情況和對應(yīng)的物距、像距數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中，教師巡視各小組，指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，提醒學(xué)生注意觀察像的變化細(xì)節(jié)，以及物距和像距的測量準(zhǔn)確性。?實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論得出凸透鏡成像規(guī)律：?當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距在1倍焦距和2倍焦距之間。?當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，像距等于2倍焦距。?當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，像距大于2倍焦距。?當(dāng)物距小于1倍焦距時(shí)，成正立、放大的虛像，像與物在凸透鏡同側(cè)。?引導(dǎo)學(xué)生繪制物距-像距關(guān)系圖像，橫坐標(biāo)表示物距u，縱坐標(biāo)表示像距v，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖像上描點(diǎn)，然后用平滑曲線連接各點(diǎn)。通過圖像，讓學(xué)生更直觀地觀察到物距和像距之間的變化關(guān)系，以及不同成像區(qū)域的分布情況。?凸透鏡成像規(guī)律的理論分析（15分鐘）?回顧光的折射知識，講解凸透鏡成像的原理。從光的折射角度出發(fā)，當(dāng)光線通過凸透鏡時(shí)，由于凸透鏡對光線的會聚作用，不同方向的光線在經(jīng)過折射后會按照一定規(guī)律匯聚或發(fā)散，從而形成不同性質(zhì)的像。通過光路圖演示，展示平行于主光軸的光線、過光心的光線、過焦點(diǎn)的光線經(jīng)過凸透鏡折射后的傳播路徑，以及它們?nèi)绾蜗嘟恍纬蓪?shí)像或其反向延長線相交形成虛像。?引入凸透鏡成像公式1/u+1/v=1/f，向?qū)W生解釋公式中各物理量的含義，并通過具體實(shí)例進(jìn)行簡單計(jì)算演示。例如，已知凸透鏡焦距f=10cm，當(dāng)物距u=30cm時(shí)，求解像距v。將數(shù)據(jù)代入公式1/30+1/v=1/10，通過移項(xiàng)計(jì)算可得v=15cm，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合，進(jìn)一步驗(yàn)證公式的正確性和實(shí)用性。讓學(xué)生進(jìn)行一些簡單的公式應(yīng)用練習(xí)，鞏固對公式的理解和運(yùn)用能力。?從理論上分析像的大小、正倒、虛實(shí)隨物距變化的原因。當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，光線經(jīng)過凸透鏡折射后，在光屏上會聚形成倒立、縮小的實(shí)像，這是因?yàn)槲矬w離凸透鏡較遠(yuǎn)，光線發(fā)散程度較大，經(jīng)過凸透鏡會聚后，像相對物體變小。當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，光線會聚后形成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)物體離凸透鏡較近，光線發(fā)散程度較小，經(jīng)過凸透鏡會聚后，像相對物體變大。當(dāng)物距小于1倍焦距時(shí)，光線經(jīng)過凸透鏡折射后，其反向延長線相交形成正立、放大的虛像，因?yàn)榇藭r(shí)光線無法在光屏上會聚，只能通過眼睛逆著折射光線的方向看到虛像。?凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用（15分鐘）?展示生活中各種與凸透鏡成像規(guī)律相關(guān)的實(shí)例圖片或視頻，如照相機(jī)、投影儀、放大鏡、眼睛等。以照相機(jī)為例，講解其工作原理是利用凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，當(dāng)我們拍攝物體時(shí)，調(diào)節(jié)鏡頭與物體的距離（物距），使物體位于凸透鏡的2倍焦距以外，通過調(diào)節(jié)鏡頭的焦距（對于一些可調(diào)節(jié)焦距的相機(jī)）或改變鏡頭與感光元件的距離（像距），使像清晰地呈現(xiàn)在膠片或感光元件上。組織學(xué)生討論在使用相機(jī)拍攝時(shí)，如何根據(jù)拍攝對象的遠(yuǎn)近和想要的成像效果，合理調(diào)節(jié)相機(jī)參數(shù)，運(yùn)用凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行分析。?對于投影儀，介紹其利用凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，投影片位于凸透鏡的1倍焦距和2倍焦距之間，通過反光鏡將像投射到屏幕上。讓學(xué)生思考在使用投影儀時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)屏幕上的像模糊或大小不合適，應(yīng)該如何根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)。?講解放大鏡的工作原理是利用凸透鏡成正立、放大的虛像，當(dāng)我們用放大鏡觀察物體時(shí)，物體位于凸透鏡的1倍焦距以內(nèi)，通過調(diào)節(jié)放大鏡與物體的距離，使像看起來更清晰、更大。組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，用放大鏡觀察書本上的字，感受像的變化，并運(yùn)用所學(xué)知識解釋觀察到的現(xiàn)象。?以眼睛為例，介紹眼睛的晶狀體相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。正常眼睛通過調(diào)節(jié)晶狀體的厚度（改變焦距），使遠(yuǎn)近不同的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰的倒立、縮小的實(shí)像。對于近視眼和遠(yuǎn)視眼，分別講解其成因和矯正方法。近視眼是因?yàn)榫铙w太厚，折光能力太強(qiáng)，使像成在視網(wǎng)膜前方，需要佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使光線先經(jīng)過凹透鏡發(fā)散后再經(jīng)過晶狀體，能使像成在視網(wǎng)膜上。遠(yuǎn)視眼是因?yàn)榫铙w太薄，折光能力太弱，使像成在視網(wǎng)膜后方，需要佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正，凸透鏡對光線有會聚作用，幫助光線會聚在視網(wǎng)膜上。通過這些實(shí)例，讓學(xué)生體會凸透鏡成像規(guī)律在解釋和解決生活實(shí)際問題中的重要應(yīng)用。?（三）課堂總結(jié)（5分鐘）?與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括凸透鏡成像規(guī)律（不同物距下的成像特點(diǎn)）、成像原理（光的折射）、成像公式以及在生活中的應(yīng)用實(shí)例。強(qiáng)調(diào)理解和掌握這些知識對于解釋生活中諸多光學(xué)現(xiàn)象的重要性。?鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)觀察生活中的光學(xué)現(xiàn)象，嘗試用所學(xué)的凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行分析，提高對知識的應(yīng)用能力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考在生活中還有哪些地方可以應(yīng)用凸透鏡成像規(guī)律，拓寬學(xué)生的思維視野。?（四）課堂練習(xí)（5分鐘）?在PPT上展示練習(xí)題，涵蓋凸透鏡成像規(guī)律的判斷（如判斷“當(dāng)物體位于凸透鏡的1倍焦距處時(shí)，成正立、放大的虛像”是否正確）、根據(jù)成像特點(diǎn)分析物距范圍（給出一些像的特點(diǎn)，讓學(xué)生判斷物體的物距所在區(qū)間）、利用成像公式的計(jì)算（給出物距、像距、焦距中的兩個(gè)量，讓學(xué)生求解第三個(gè)量）、生活中成像問題的分析（描述一些使用相機(jī)、投影儀、放大鏡或與眼睛視力相關(guān)的情境，讓學(xué)生運(yùn)用成像規(guī)律進(jìn)行解釋和解決）等方面。例如，給出“一個(gè)物體通過凸透鏡在光屏上成倒立、放大的實(shí)像，已知凸透鏡焦距為12cm，則物體到凸透鏡的距離可能是（）A.8cmB.12cmC.18cmD.25cm”“已知凸透鏡焦距為15cm，當(dāng)物體放在凸透鏡前35cm處時(shí)，求像距以及像的性質(zhì)，并畫出光路圖”“小明是近視眼，他看遠(yuǎn)處物體時(shí)，像成在視網(wǎng)膜的什么位置？應(yīng)該佩戴什么類型的眼鏡進(jìn)行矯正？請用凸透鏡成像規(guī)律解釋”等問題。?學(xué)生在座位上獨(dú)立完成練習(xí)，教師巡視觀察學(xué)生答題情況。練習(xí)結(jié)束后，公布答案，學(xué)生自行批改，針對學(xué)生普遍存在疑問的題目，教師進(jìn)行詳細(xì)講解，鞏固學(xué)生對知識的掌握，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。5課堂檢測4新知講解6變式訓(xùn)練7中考考法8小結(jié)梳理學(xué)習(xí)目錄1復(fù)習(xí)引入2新知講解3典例講解

凸透鏡成像的規(guī)律。（重點(diǎn)）（難點(diǎn)）觀察圖片，思考：我們了解它們都是利用凸透鏡成像,那么它們所成的像分別有什么特點(diǎn)呢?這其中有什么規(guī)律嗎?照相機(jī)投影儀放大鏡倒立、縮小的實(shí)像倒立、放大的實(shí)像正立、放大的虛像1.提出問題：凸透鏡成像的不同與什么因素有關(guān)呢？2.猜想：凸透鏡成像規(guī)律是什么？實(shí)驗(yàn)器材f=10cm發(fā)光體光屏3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：請大家利用所給器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究凸透鏡的成像規(guī)律。4.實(shí)驗(yàn)步驟：1.為了使?fàn)T焰的像，能夠成在光屏的中央，我們需要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度。

如果無法成清晰的像，我們可以拿掉光屏，透過透鏡看看像的性質(zhì)。5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)物距與焦距關(guān)系物距u（cm）像的性質(zhì)（f＝10cm）像距v（cm）正倒大小虛實(shí)u＞2f40

u＞2f30

u＝2f20

2f＞u＞f18

2f＞u＞f14

u＜f5

6.分析和結(jié)論凸透鏡成像的規(guī)律像的大小與物距是否有關(guān)？在什么情況下成縮小的像？在什么情況下成放大的像？在什么情況下成等大的像？實(shí)驗(yàn)分析當(dāng)u＞2f時(shí)，成縮小的像；當(dāng)u＜2f時(shí)，成放大的像；當(dāng)u=2f時(shí)，成等大的像。像的正倒與物距是否有關(guān)？在什么情況下成正立的像？在什么情況下成倒立的像？當(dāng)u＞f時(shí)，成倒立的像；當(dāng)u＜f

時(shí)，成正立的像。像的虛實(shí)與物距是否有關(guān)？在什么情況下成虛像？在什么情況下成實(shí)像？當(dāng)u＞f時(shí)，成實(shí)像；當(dāng)u＜

f時(shí)成虛像。根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，凸透鏡成放大的實(shí)像時(shí)，物距跟像距相比，哪個(gè)比較大？成縮小的實(shí)像時(shí)，物距跟像距相比，哪個(gè)比較大？當(dāng)u＜v

時(shí)，成縮小的像；當(dāng)u＜v時(shí)，成放大的像。一倍焦距分虛實(shí)；二倍焦距分大小。實(shí)像總是異側(cè)倒；物近像遠(yuǎn)像變大。虛像總是同側(cè)正；物近像近像變小。像的大小像距定；像兒跟著物體跑。凸透鏡成像的規(guī)律:

例1

小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，蠟燭與光屏分別置于凸透鏡兩側(cè)，保持凸透鏡的位置不變，先后把蠟燭放在如圖所示的a、b、c、d四點(diǎn)，分別調(diào)整光屏的位置。當(dāng)蠟燭位于______點(diǎn)時(shí)，光屏上出現(xiàn)放大的像；當(dāng)蠟燭位于___點(diǎn)時(shí)，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到像。abcdF2fb或cd例2將物體放在凸透鏡前16cm處，在光屏上得到倒立、縮小的像，則凸透鏡的焦距可能是（）Ａ.10cmＢ.7cmＣ.8cmＤ.16cmB例3在探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)物距為20cm時(shí)，得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，此時(shí)像距為13cm，則凸透鏡的焦距是（）

A.f>20cmB.13cm<f<20cmC.10cm<f<13cmD.6.5cm<f<10cmD例4

把物體放在凸透鏡前10cm處時(shí)，可以在凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到放大的像。據(jù)此可以推斷這個(gè)凸透鏡的焦距范圍為多少？

解：因?yàn)槭枪馄辽系南?故像是實(shí)像，又是放大的，所以必須滿足2f>u>f,即2f>10cm>f，解得10cm>f>5cm。1.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，將凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡15

cm

處得到一個(gè)最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為

cm；若將一個(gè)物體放在此透鏡前40

cm

處，可在透鏡另一側(cè)光屏上得到一個(gè)倒立、

（填“放大”“等大”或“縮小”）的實(shí)像。15縮小2.如圖，手機(jī)掃描二維碼，相當(dāng)于給二維碼拍了一張照片，手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，影像傳感器相當(dāng)于光屏，下列說法正確的是（

）A．物體上的二維碼是光源B．掃碼時(shí)二維碼要位于攝像頭二倍焦距以外C．要使屏幕上二維碼的像變小，只需將二維碼靠近凸透鏡D．影像傳感器上成的是正立的實(shí)像

B3.在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前某一位置，在凸透鏡后20cm的光屏上出現(xiàn)一個(gè)等大、倒立的像，如果將蠟燭移動到凸透鏡前25cm處，則（

）A．光屏上會出現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像B．將光屏靠近凸透鏡一段距離，光屏上會出現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像C．將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡一段距離，光屏上會出現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像D．無論怎樣移動光屏，光屏上均找不到像B4.蠟燭距凸透鏡40cm，能在距凸透鏡30cm的光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，則透鏡的焦距可能是（

）A．40cm B．25cm C．16cm D．12cmC1.

(1)調(diào)節(jié)發(fā)光物體、透鏡和光屏，使它們的中心

?

，這樣可使像成在光屏的

?。(2)物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之外成

像，焦點(diǎn)之內(nèi)

成

像；物體在凸透鏡的2倍焦距之外成

?

的像，2倍焦距之內(nèi)成

的像；凸透鏡所成的實(shí)

像是

立的，虛像是

立的。在同一

高度中央實(shí)虛縮小放大倒正23456789101112.

[2023哈爾濱香坊區(qū)二模]如圖所示，在探究凸透鏡成像特

點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，蠟燭到凸透鏡距離如圖所示，光屏在圖示位

置接收到清晰的像，則圖中物距為

cm，光屏上

像的性質(zhì)為

?。30.0

倒立、縮小的實(shí)像23456789101113.

[2024上海楊浦區(qū)期末]若一個(gè)凸透鏡的焦距為12

cm，將

一支點(diǎn)燃的蠟燭放在此凸透鏡前20

cm處，在凸透鏡的另

一側(cè)調(diào)節(jié)光屏的位置，得到一個(gè)清晰的像，該像是(

B)A.

倒立、縮小的實(shí)像B.

倒立、放大的實(shí)像C.

倒立、等大的實(shí)像D.

正立、放大的虛像B23456789101114.

如圖所示，A、B、C、D在凸透鏡主光軸上，F(xiàn)為焦點(diǎn)，P

為2倍焦距處。若保持凸透鏡和光屏的位置不變，則物體

放在哪個(gè)位置時(shí)，可能在光屏上觀察到物體的像(

B)A.

A點(diǎn)B.

B點(diǎn)C.

C點(diǎn)D.

D點(diǎn)B2345678910111【思路點(diǎn)撥】本題隱含像距大于2倍焦距。23456789101115.

小宇同學(xué)有一次用爺爺?shù)姆糯箸R(焦距為10

cm)看窗外的

物體時(shí)，竟發(fā)現(xiàn)看到的物體是倒立的，心里想：放大鏡成

像到底有什么規(guī)律呢？于是他從實(shí)驗(yàn)室借來一架光具座、

一個(gè)光屏、一根蠟燭，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：2345678910111(1)在圖中的裝置上保持放大鏡的位置不變，將蠟燭移至

光具座20

cm刻度線處，移動光屏發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上成

倒立、縮小的像。根據(jù)這個(gè)原理可制成

(填

“照相機(jī)”或“投影儀”)。照相機(jī)2345678910111(2)向右將蠟燭移至光具座35

cm刻度線處，移動光屏至某

位置，燭焰在光屏上成一倒立、

(填“縮

小”“放大”或“等大”)的像。(3)繼續(xù)向右將蠟燭移至光具座45

cm刻度線處，小宇同學(xué)

發(fā)現(xiàn)無論怎么移動光