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2024年秋季
苏科版（2024）物理
八年级上册
第三章 光的折射 透镜
三·凸透镜成像的规律
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律
2.收集实验数据，总结归纳凸透镜成像的规律，并能用其解决相关问题
3.会用凸透镜成像的规律作图
4.了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机中的应用，理解凸透镜成像规律在生活中的综合应用
照相机可变焦镜头
天文望远镜为什么能看到那么远的景象？
上节课活动探究，可以知道凸透镜能成不同的像，且成像情况与物体到透镜的距离有关。
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
1.提出问题：凸透镜成像，像的虚实、大小、正倒跟什么有关系呢？
2.实验猜想：凸透镜成像，像的虚实、大小、正倒跟物距有关系。
3.实验设计思路：改变物距，观察、记录像的正倒、大小、虚实以及像距，还要观察物距和凸透镜焦距的关系
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
4.实验装置：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座等。
5.组装实验装置，了解凸透镜的焦距并记录。
注意：点燃蜡烛，调整烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。　
目的：使烛焰的像呈现在光屏的中央。
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
物距：凸透镜中心到物体的距离。
像距：凸透镜中心到所成像的距离。
能在光屏上呈现的像称为实像，由实际光线会聚而成
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
F
F
2F
2F
物距(u)
像距(v)
二倍焦距（2f）
一倍焦距
（f）
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
6.设计实验表格：
实验序号 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
正倒 大小 虚实
凸透镜的焦距f= cm
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
7.实验步骤：
（1）将凸透镜固定在光具座中央，点燃蜡烛，并使之远离凸透镜。调整光屏位置，直至光屏上呈现烛焰的像。测量物距和像距，并将成像的情况记录在表格中。
（2）逐次减小物距，重复上述操作并记录，直至光屏上无法呈现烛焰的像。
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
②把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，重复实验，分别观察是否成像，若成像，观察所成清晰像的大小和正倒，记录物距u和像距v。
①把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，观察是否成像，若成像，观察所成清晰像的大小和正倒，记录物距u和像距v。
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
④把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使f＜u＜2f，重复实验，分别观察是否成像，若成像，观察所成清晰像的大小和正倒，记录物距u和像距v；
③把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，观察是否成像，若成像，观察所成清晰像的大小和正倒，记录物距u和像距v
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
7.实验步骤：
（3）当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时的物距是多少？回顾用放大镜观察邮票的情景，移开光屏，用眼睛通过凸透镜观察，会看到什么？
把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像
此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
7.实验步骤：
（4）在逐次减小物距的过程中，像的大小如何变化？推测是否存在像和物大小相等的情况？如果有，此时像距、物距和焦距的大小有什么关系？试一试，验证你的推测。
u＝f不成像；u＝2f成像，物距像距均等于二倍焦距
移动蜡烛，改变物距u，使u＝f、u＝2f，调整光屏到凸透镜的距离，观察是否成像，若成像，观察所成清晰像的大小和正倒
实验：探究凸透镜成像的规律
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
8.实验结论：
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
f < v <2f
倒立
缩小
实像
v >2f
倒立
放大
实像
正立
放大
虚像
v = 2f
倒立
等大
实像
u >2f
f u =2f
u =f
u < f
不成像
异侧
异侧
同侧
异侧
v > u
凸透镜焦距f = _____ cm
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
9.分析表格总结凸透镜成像规律：
（1）u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像
一倍焦距分虚实
（2）实像异侧倒，虚像同侧正
（3）像距大则像放大，像距小则像缩小
（4）u＞2f 时成缩小实像，u＝2f 时成等大实像，f＜u＜2f 时成放大实像，u＜f 时成放大虚像
二倍焦距分大小
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
10.思考实验中可能出现的问题：
（1）如果在实验过程中无论怎么移动光屏都看不到像，可能是什么原因
蜡烛在一倍焦距以内，成虚像，光屏上无法看到
物距正好一倍焦距，不能成像
烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处，像未成在光屏上
光具座太短，小于光屏上能成像的调节范围
知识点
探究凸透镜成像的规律
1
10.思考实验中可能出现的问题：
（2）如果凸透镜被挡住一部分或凸透镜残缺，对成像的影响
F
F
f
仍能成完整的像，但像变暗了
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
u＞2f
利用通过凸透镜的三条特殊光线
f知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
u＝2f
v=2f 倒立等大实像
F
F
f
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
f＜u＜2f
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
f＜u＜2f
v＞2f 倒立放大实像
F
F
f
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
u＝f
不成像，折射光线为平行光线
F
F
f
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
u＜f
知识点
用凸透镜特殊光路解析成像规律
2
u＜f
倒立放大虚像
F
F
f
规律总结
沿平行主光轴移动时，物距变化，像的变化情况
1.成实像时，物近像远，像变大
2.成虚像时，物近像近，像变小
1.成倒立像时，物上升像下降，方向相反
2.成正立像时，物上升像上升，方向相同
垂直主光轴移动时，物距变化，像的变化情况
拓展
凹透镜成像特点
F
F
f
1.成正立缩小虚像，处于同侧焦距内
2.物近像近像变大，物上升像也上升
随堂检测
重难点命题梳理
1.实验情况分析及处理：
（1）情况分析：实验中蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会偏上，要使像成在光屏中央，有2种调节方法（注：移动蜡烛时需注意安全）
方法1：向上移动蜡烛
方法2：同时向下移动凸透镜和光屏
随堂检测
重难点命题梳理
2.蜡烛、透镜、光屏动态移动规律（成实像时）
（1）保持透镜位置不变，移动蜡烛（光屏），为使光屏上能再次呈现清晰的像的操作：光屏与蜡烛的移动方向一致（移动光屏时，蜡烛的移动方向同理）。
（2）保持透镜位置不变，要成指定像（或使像变大、变小），应怎样移动蜡烛、光屏：要使像变大，蜡烛向_______透镜的方向移动，同时光屏向_______透镜的方向移动。
靠近
远离
随堂检测
重难点命题梳理
（3）保持透镜位置不变，移动蜡烛、光屏成像大小的判断：将蜡烛远离透镜，像将变_____，将蜡烛靠近透镜，像将变_______。
小
大
3.变焦问题
（1）更换焦距不同的镜片
①焦距变小后，则像距变_______，如图甲。
②焦距变大后，则像距变_______，如图乙。
大
小
随堂检测
重难点命题梳理
（2）加透镜
①凸透镜：对光有会聚作用，像距变_______（将光屏向______透镜方向调节）。
②凹透镜：对光有发散作用，像距变_______（将光屏向______透镜方向调节）。
靠近
小
大
远离
（3）水透镜：注水后焦距变______，抽水后焦距变______。
小
大
知识点
凸透镜的应用
3
u成虚像时，物近像近，像变小
如何透过放大镜看到更大的像？
知识点
凸透镜的应用
3
u >2f 时，成倒立缩小实像，物像异侧
成实像时，物近像远，像变大
如何用照相机拍出更大的像？
知识点
凸透镜的应用
3
f成实像时，物近像远，像变大
如何让屏幕上投出来的画面文字是正立的？
练习
放大镜正对太阳，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，如图。若将一个物体放在此透镜前30cm处，写出在此凸透镜的另一侧得到的像的性质。
随堂检测
1.小敏用焦距为10cm的凸透镜来做“探究凸透镜成像的规律”实验。小敏在实验过程中，她保持凸透镜的位置不变，不断地移动烛焰位置，通过移动光屏和其它方法观察到六种烛焰的清晰像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的像进行排序，正确顺序为（　　）
A．④⑥⑤③①② B．⑤③①②⑥④
C．②①③⑤④⑥ D．②①③⑤⑥④
D
随堂检测
2.如图所示为小南探究凸透镜成像规律的实验装置，当蜡烛、凸透镜、光屏放置在图所示的位置时，小南在光屏上观察到清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距可能为20cm
B．若小南在凸透镜上沾了一小滴墨汁，光屏上的像将会缺损
C．若只将透镜移到65cm刻度处，光屏上将呈接到清晰缩小的像
D．蜡烛燃烧一段时间后，为使像能呈接在光屏中心，应向下移动光屏
C
随堂检测
3.如图所示的是某同学在研究凸透镜成像规律时作出的像距v和物距u的关系图像。下列说法中正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u=20cm时，成倒立等大的实像
C．当u=30cm时，根据图像无法确定v的大小
D．在物距从15cm增大到30cm的过程中，光屏上所成的像也逐渐变大
B
1.在探究凸透镜成像规律的实验中，小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S'，画出光路图确定像点S'的位置，图中O为光心，F为焦点（保留必要的作图痕迹）。
2.如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm,凸透镜的位置保持不变。假设光具座足够长，以下说法正确的是（　　）
A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小
C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在了图中B区域
D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域
B
凸透镜成像的规律
u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像
像距大则像放大，像距小则像缩小
实像异侧倒，虚像同侧正
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；成虚像时，物近像近，像变小
成倒立像时，物上升像下降，方向相反；成正立像时，物上升像上升，方向相同
u＞2f 时成倒立缩小实像，u＝2f 时成倒立等大实像，f＜u＜2f 时成倒立放大实像，u＜f 时成正立放大虚像
课后实践练习
思考，生活中哪些地方用到了凸透镜？为什么这些地方要用凸透镜，和同学分析讨论成像特点。
作业1
补充: 请完成本课时相关的习题
作业2
下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。 ——毛泽东
谢谢！同学们再见！

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