资源简介

(共53张PPT)
第3节
探究凸透镜成像规律
人教版
八年级（上）物理
制作人：
天阳国际学校
初二物理教研组
三维目标
知识与技能
1．理解凸透镜的成像规律，知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系。
2．了解实像和虚像的区别。
过程与方法
1．能在探究实践中初步获得提出问题的能力。
2．通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
3．学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
情感、态度与价值观
1．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。
2．乐于参与观察、实验、制作等科学实践。
1.
物距是指______________的距离，用
u
表示；像距是指____________的距离，用
v
表示.
物体到透镜
2.
当凸透镜成像时：（1）u
>
2f，成_____、__
__的_____像，此时像距
v
的范围为_____
_____；（2）当f
<
u
<
2f
时，成_______、_______的____像，此时像距
v
的范围为________；
（3）当u
<
f
时，成_______、_______的_____像.
像到透镜
倒立
缩小
实
f
<
v
<
2f
倒立
放大
实
v
>
2f
正立
放大
虚
3.
凸透镜成的实像有_______、等大、_______三种，而虚像只有_______的.实像与物体在透镜的______侧，虚像与物体在透镜的_____侧.
缩小
放大
两
同
放大
自主学习
4、凸透镜成像的规律如图所示，完成填空.
1.
凸透镜所成的实像都是_____立的，且与物体位于凸透镜的______侧，______（填“能”或“不能”）用光屏承接；虚像都是_____立的，与物体位于凸透镜的_____侧，_______（填“能”或“不能”）用光屏承接.
倒
2.
____________是成像虚实的分界点，当物距大于凸透镜的一倍焦距时，物体成_____像，当物距小于凸透镜的一倍焦距时，物体成_____像.
一倍焦距
实
虚
两
能
正
同
不能
4.
凸透镜成实像时，当物体从较远处向凸透镜靠近时（物距变小），像到透镜的距离（像距）逐渐_______，像也逐渐_______.
3.
_____________是成放大与缩小的实像的分界点，当物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成_______的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，物体成_______的实像.
二倍焦距
缩小
放大
变大
变大
1．生活中的凸透镜能成什么样的像？
倒立、放大的实像
倒立、缩小的实像
正立、放大的虚像
观察与思考
情景导入
2．观察凸透镜成像
　　
　（1）手持凸透镜，缓慢从桌面书本移向眼睛。
思考：
你看到了什么？
有多少种不同的情况？
　（2）把放大镜正对着
窗户外，并且在放大镜
另一侧比较靠近的位置前后移动光屏，观察是否能在光屏上找到窗外景物的像？
1．探究问题：
f
F
O
凸透镜
2．实验方案：
光屏
物体
　　像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么关系呢？
探究凸透镜成像的规律
知识点1
自学互研
F
F
2F
2F
物距u
像距V
焦距f、物距u、像距v
预备知识：
2.像距(v)：
到
的距离；
1.物距(u)：
到
的距离；
物体
凸透镜中心
凸透镜中心
像
u=
v
=
S2－S1=26.0cm
S3-S2=22.5cm
物距（u）
像距（v）
S1=14.0cm
S2=40.0cm
S3=62.5cm
（1）实验步骤
　　①组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
　　②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
　　③把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤
②
再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
3．进行实验与收集证据
　　④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，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
　　⑤把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，仿照步骤④
再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
　　⑥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。　
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？
调节蜡烛、透镜、光屏的
中心，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。
凸透镜成像规律
物距
（u）
像的性质
应用
倒立
或正立
放大
或缩小
实像
或虚像
像距
（
v）
u＞2f
U=2f
f＜u＜2f
u＝f
u＜f
V=f
f＜v＜2f
v＝2f
v＞2f
不成像、得到一束平行光
一束平行光
测凸透镜焦距
倒立
倒立
倒立
实像
缩小
实像
实像点
等大
放大
实像
正立
放大
虚像
照相机、
眼睛
投影仪、
幻灯片
放大镜
测凸透镜焦距
1.
像的虚实：
　　凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2.
像的大小：
　　凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
3.
像的正倒：
　　凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
4.物距连续变化时像的大小及像距的变化。
知识点2
凸透镜成像规律要点总结
透过模拟实验，找出凸透镜成像的规律
　　
u＞f
时成实像，u＜f
时成虚像。
(一倍焦距分虚实
)
1.
像的虚实：
　　凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2.
像的大小：
　　凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
u＞v时，得到缩小实像；
u＜v时，得到放大实像。
思考：难道实像只有放大和缩小两种情况？
当u
=
v
=
2f
时成等大的实像。
二倍焦距分大小。（没有缩小的虚像。
）
2.
像的大小：
3.
像的正倒：
　　凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
u＞f
时成实像，是倒立的；
u＜f
时成虚像，是正立的。
物距连续变化时像的大小及像距的变化。
当物距“很远”时，像距近似等于焦距。
重要应用：远物成像粗测焦距。
“傻瓜相机”成像原理。
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
物远像近像变小，物近像远像变大。
规律方法
F
F
f
u>2f
f倒立缩小实像
利用通过凸透镜的三条特殊光线
①
凸透镜成像作图
知识点3
F
F
f
u=2f
v=2f
倒立等大实像
②
F
F
f
fv>2f
倒立放大实像
③
F
F
f
u=f
不成像
④
F
F
f
u倒立放大虚像
⑤
F
F
f
能成完整的像，但像变暗了
当成实像时，如用手挡住透镜的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？
⑥
凸透镜成像规律的应用
知识点4
　　照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像.
镜头(凸透镜)
投影片（物）
像
屏幕
投影片上的图案通过凸透镜形成一个放大的、倒立的实像.
投影仪
放大镜就是凸透镜,能成放大的、正立的虚像。
1、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（
）
A．成像在2倍焦距处　　　　　
B．成像在焦点上
C．成像在焦点内　　　　　
　　
D．不成像
B
当堂演练
2、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（
）
A．6cm　　　
B．10cm　　　
C．25cm　　　
D．无法确定
A
3、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼，从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼是（
）
A．实物
　　　　　　　　　　
　
B．等大的实像
C．放大的实像　　　　　　　　
D．放大的虚像
D
4、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和24cm，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满足关系式（
）
A．f<6cm　　　　　　　　　
B．6cmC．9cmD．18cmC
5、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现将透镜中部遮住不让光通过，则屏上的像（
）
A．缺少中部
　　　　　　　　　
B．变小
C．性质不变，像变暗　　　　　
D．变大
C
6、如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后
把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光
屏的位置。则：
1、把烛焰放在
点，屏上出现的像最大；
把烛焰放在
点，屏上出现的像最小。
a
b
c
d
e
F
F
f
2f
c
a
a
b
c
d
e
F
F
f
2f
2、把烛焰放在
点，屏上出现清晰的像时，
屏距凸透镜最远。
3、把烛焰放在
点，屏上不会出现像。
c
d
e
7、某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像．当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像．这个凸透镜的焦距可能是　（　　）
　　A．10
cm　
B．8
cm
C．6
cm　
　D．4
cm
　　解　u＝15cm时，是缩小实像　　
　　∴　u＞2f　15
cm＞2f　f＜7.5
cm　　
　　又知u＝9cm时，是放大实像
　　∴　f＜9
cm＜2f　9cm＞f＞4.5
cm
　　综合两个不等式得：4.5cm＜f＜7.5
cm　
　　
C
　（2）关于投影仪的工作原理，以下叙述中正确的是（
）
A、当u时，成正立放大的虚像
B、当f时，成正立放大的虚像
C、当u>2f
时，成倒立缩小的实像
D、当f时，成倒立放大的实像
D
照相机
幻灯机
放大镜
像的特点：倒立、放大、实像；
物距＜
像距
像的特点：倒立、缩小、实像；
物距
＞像距
像的特点：正立、放大、虚像；物像同侧
规律一：
课堂小结
规律二:
物距大于焦距时
当物距增大时，像距在减小，像也随之减小
当物距减小时，像距在增加，像也随之增大
物距小于焦距时
当物距减小时，像距减小
规律三:
当所成的像是实像时，物、像异侧
当所成的像是虚像时，物、像同侧
规律四:
1、焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。
一倍焦距分虚实。
2、二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大象。二倍焦距分大小。
（教材P98“想想议议”）
查看实验数据，凸透镜成放大的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你可以得出什么结论？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？
解：凸透镜成放大的像时，物距小于像距；成缩小的像时，物距大于像距.由此可以得出结论：物距越大，像距越小，像也越小；物距越小，像距越大，像也越大.凸透镜所成的像中没有正立的实像，也没有倒立的虚像.
教材习题答案
1.照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸透镜成像的规律，说一说它们分别应用了凸透镜成像的哪个规律.
（教材P99“动手动脑学物理”）
解：照相机：物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；
投影仪：物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像；
放大镜：物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像.
2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水.把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（如图）.如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想.
解：玻璃瓶相当于一个柱面透镜，根据物体与凸透镜距离小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，离凸透镜越远像越大，当铅笔由靠近盛水玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，透过盛水玻璃瓶你会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，根据物体与凸透镜距离大于一倍焦距，成倒立的实像，铅笔尖会突然改变方向.
与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？
解：相同：都能反映出凸透镜成的像与物距有关;
不同：玻璃瓶是一个柱面凸透镜，它的焦距比较短.
3.学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用.“傻瓜相机”有没有光圈和快门？是不是需要“调焦”？
解：傻瓜相机也有光圈和快门，只不过它们都安装在机身里面.傻瓜相机内部增加了一些电子机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节.傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手动调整.
4.一位同学利用类似如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像.接下来他想改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验.如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应该向哪个方向移动？
解：向左移动.（提示：若改用焦距为10cm的透镜，观察图可知，此时物距是大于二倍焦距，则其所成的像的像距应在一倍焦距到二倍焦距之间，故应向左移动光屏）
5.小明同学做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的像，但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上会出现怎样的情况？小勇说，光屏上会有指尖的像；小强说，光屏上会出现指尖的影子.你说呢？
解：小勇和小强的说法都不正确，手指指尖触摸到凸透镜时，手指指尖挡住了一部分通过透镜的光线，因此像会变暗，但仍然是完整的像，而手指指尖本身离透镜距离太近，只能成虚像，不能通过凸透镜在另一侧成实像，因此画面上不会有手指指尖的像.
6.在天安门广场某处，小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分.请你利用本节课学到的知识，帮小丽想想办法.应如何做，才能拍摄到天安门城楼的全景？
解：让照相机离天安门城楼远一些，镜头往里缩短一些.

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