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1、第五章第五章 第第3 3节节 课时课时1 1初中物理 八年级上册凸透镜成像凸透镜成像的规律的规律学习目标学习目标1.1.通过通过实验探究，实验探究，归纳总结凸透镜成像的规律归纳总结凸透镜成像的规律。2.2.通过通过探究活动，探究活动，学习从物理现象中归纳科学规律的学习从物理现象中归纳科学规律的方法方法。课堂导入课堂导入我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜。这些都是用的凸透镜，为什么所成的像会不一样呢？照相机：物体离镜头比较远成倒立的、缩小的实像。投影仪：物体离镜头比较近成一个放大的、倒立的实像。放大镜：物体离镜头很近，能成放大的、正立的虚像。课堂导入课堂导入基本概念1.物
2、距：物体到透镜光心的距离，用字母u表示。2.像距：像到透镜光心的距离，用字母v表示。物距u像距v物体ABBA像A BBAF焦点F焦点光心知识点 探究凸透镜成像的规律注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，所以一般物距也可说为物体到透镜的距离，像距也可说为像到透镜的距离。探究凸透镜成像的规律 1.提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 2.作出猜想：可能与物距有关；可能与焦距有关（由于凸透镜的偏折情况和焦距有关）； 3.实验设计：先把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。研究凸透镜的成像与物
3、距的关系（保持焦距不变，即使用同一个凸透镜），物距的变化以焦距为标准，即观察物距大于2倍焦距、大于1倍焦距小于2倍焦距、小于1倍焦距的成像情况。OF2f光屏4.实验仪器：光具座、蜡烛、光屏、凸透镜、火柴等。5.进行实验和收集证据 实验步骤： 如果凸透镜的焦距未知，可以利用太阳光粗测出凸透镜的焦距。将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。使它们的中心处于同一高度，这样像才能成在光屏中心。把点燃的蜡烛放在较远处（ u2f ），然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。
4、改变物距，重做这一步。把蜡烛移向凸透镜（ u=2f ） ，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。把蜡烛移向凸透镜（ fu2f ），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。把蜡烛继续靠近凸透镜（ u=f ） ，移动光屏，观察是否能够成像。继续向凸透镜移动蜡烛（ uf ）并调整光屏的位置，你能在屏上得到蜡烛的像吗？撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。改变物距，重做这一步。将实验数据和观察结果填入表中(该实验
5、所用凸透镜的焦距 f=10cm )。像不能成在光屏上；撤去光屏，从光屏一侧直接用眼睛向透镜方向看去观察到蜡烛正立、放大的虚像；像位于物的同侧。物距u与焦距 f 的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况u2f倒立、缩小、实像物距变小时，像距变大，像(相对之前的像，下同）变大u2f倒立、等大、实像fu2f倒立、放大、实像物距变小时，像距变大，像变大20565612201218232318物距u与焦距 f 的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况uf不成像uf正立、放大、虚像物距变小时，像距变小，虚像变小1086焦点是成实像和虚像的分界点。当uf 时成实像；当uf 时成虚像；
6、当u=f 时不成像。二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。当u2f 时，成缩小的实像；当u=2f 时，成等大的实像；当fu2f 时，成放大的实像。凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。6.分析与论证物距（u）像的性质相对凸透镜位置应用倒正 大小虚实像距（v）u2f倒立 缩小实像fv2f与物异侧照相机u2f倒立 等大实像v2f与物异侧测焦距fu2f 倒立 放大实像v2f与物异侧投影仪uf不成像、得到一束平行光uf正立 放大虚像与物同侧放大镜7
7、.实验结论： 实验中的注意事项：1. 光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距为10cm左右的凸透镜，焦距过大（光具座总长不够4倍焦距长），有些实验无法完成。2. 凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距。3. 调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。4. 调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会使物距改变。5.判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置。6. 同一个物距范围内要取两个以上的物距进行实验，这样做是为了排除偶然因素，寻找普遍规律。思考讨论1：你知道实验中无论如何移动光屏都找
8、不到像的原因有哪些？(1) 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。(2)当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度有限，光屏不能承接到像。更多原因见教材帮物理RJ八上第五章第3节思考讨论2：若把凸透镜遮挡一部分，像会发生什么变化？ 若把凸透镜遮掉一部分，成像性质不变，只是成的像暗一些。课堂导入课堂导入 （2020威海中考改编）如图所示，小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为12cm。(1)蜡烛和凸透镜的位置不变，要使光屏承接到一个倒立、_的清晰的实像，具体的操作是首先将光屏向_移动，直到找到最清晰的像。日常
9、生活中_ (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。投影仪 放大右 看图可知物距u=15.0cm，fu2f.(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往_偏离光屏中心。(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处： _ _ ; _。上蜡烛燃烧会变短烛焰容易晃动影响观察使烛焰位置发生变化蜡烛燃烧变短时，烛焰向下偏离中心线，故烛焰的像往上偏离光屏中心。课堂小结课堂小结u2f ：倒立、缩小的实像，fv2fu=2f ：倒立、等大的实像，v=2f照相机原理u=f ：平行光束，不成像投影仪原理fu2f放大镜原理u2f 时，成倒立缩小的实像，此时
10、fv2f，光路图如图所示。 2.当u=2f 时，成倒立、等大的实像，此时v=2f，光路图如图所示。2fff2f 3.当 fu2f， 光路图如图所示。ff2f2f 4.当u=f 时，折射光是一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像，光路图如图所示。f2f2ff 5.当uu，光路图如图所示。ffff思考讨论：观察右边的图片你能总结凸透镜成实像时的规律吗？ff物体左移像左移，物体右移像右移，像儿跟着物体跑。规律：物近像远像变大,物远像近像变小。ffffff思考讨论：观察右边的图片你能总结凸透镜成虚像时的规律吗？物体左移像左移，物体右移像右移，像儿跟着物体跑。规律：物近像近像变小,物
11、远像远像变大。当物体在2倍焦距以外移动时，物体移动的距离大，像移动的距离小。ffffffff当物体在一倍焦距到2倍焦距之间移动时，物体移动距离小，像移动的距离大。巧记凸透镜的成像规律见教材帮物理RJ八上第五章第3节方法帮右栏课堂导入课堂导入照相机的调节 用照相机照相时，要使胶片上的像大一些。可使被拍摄物体离镜头近一些，同时胶片离镜头要远一些， 即镜头前伸，暗箱拉长。(成实像：物近像远像变大)知识点2 凸透镜成像规律的应用投影仪的调节使用投影仪时，要使屏幕上的像大一些，应使投影片离镜头近一些，同时屏幕离镜头要远一些 。(成实像：物近像远像变大)放大镜的调节 使用放大镜观察物体时，要想让被观察的物
12、体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些，但物体始终要在放大镜一倍焦距以内。(成虚像：物远像远像变大)想一想：当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？1.凸透镜成放大的实像时，像距大于物距；成缩小的实像时，像距小于物距。2.由此可以得出结论：凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；物距越小，像距越大，像越大。3.由实验可知，凸透镜所成的像没有正立的实像，也没有倒立的虚像。课堂导入课堂导入 探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上，透过玻璃杯观察街对面的
13、指路牌。当从水面上方观察时，看到指路牌上的箭头指向右方；若从水面下方观察，下面说法正确的是( )A.箭头指向右方 B. 指路牌上下宽度变大C. 指路牌上的字上下颠倒 D. 原理类似于照相机成像D从水面上方看时，光发生折射成正立的虚像，箭头指向不变，所以实际箭头还是指向右方，而从水面下方观察物体时，相当于是“凸透镜”，观察远处的物时，成像会变小且上下左右都颠倒；该原理类似于照相机成像。 左小左右都课堂小结课堂小结成虚像时物远像远像变大成实像时物远像近像变小放大镜：正立、放大、虚像凸透镜成像规律及其应用照相机：倒立、缩小、实像投影仪：倒立、放大、实像随堂小测随堂小测1.关于常见的光学仪器，下列说法
14、正确的是（ ）A焦距越小的凸透镜，对光的会聚作用越明显B校园内安装的监控摄像头，相当于一个凹透镜C为矫正近视眼，要用适当的凸透镜片做成眼镜D平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定经过焦点A凸凹凸2如图所示，小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿手机自拍相比，下列说法正确的有（）A增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围 B减小物距，减小像的大小，从而减小取景范围 C增大物距，增大像的大小，从而减小取景范围 D减小物距，增大像的大小，从而增大取景范围 A3. 现现有有甲甲、乙乙、丙丙三三个个凸凸透透镜镜，三三个个实实验验小小组组分分别别用用这这三三个个凸凸透透镜镜探探究究凸凸透透镜镜成成像
15、像规规律律。实实验验时时，当当蜡蜡烛烛到到透透镜镜的的距距离离都都为为 15 cm 时时，甲甲、乙乙、丙丙三三透透镜镜分分别别成成倒倒立立放放大大的的像像、倒倒立立缩缩小小的的像像、正正立立放放大大的的像，则这三个透镜的焦距像，则这三个透镜的焦距 f甲甲 、 f乙乙 、 f丙丙 的大小关系是（）的大小关系是（） A. f甲甲 f乙乙 f丙丙 B. f乙乙 f甲甲 f丙丙 C. f丙丙 f乙乙 f甲甲 D. f甲甲 f丙丙 f乙乙 B4洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中，选用了焦距未知的凸透镜。（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_cm。（2）如图乙所示，将点燃的蜡烛移到标尺10 cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止。生活中_就是利用这一成像原理来工作的。（3）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35 cm处，移动光屏，最终会在光屏上得到一个倒立_的实像。（4）如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，结果_。A没有影响B不能成像C成一半的像 D仍能成完整的像，但亮度变暗1010照相机照相机放大放大D
