4.2探究：凸透镜成像的规律（课件）2025-2026学年八年级物理全册沪科版（2024）

幻灯片 1：封面标题：4.2 探究：凸透镜成像的规律副标题：揭秘凸透镜成像的奥秘学科：物理适用年级：八年级教材版本：人教版幻灯片 2：学习目标通过实验探究，总结凸透镜成像的规律，明确像的大小、正倒、虚实与物距、焦距的关系。理解物距、像距的概念，能准确测量并记录实验数据。学会分析实验数据，归纳不同物距范围内凸透镜成像的特点。能用凸透镜成像规律解释生活中的成像现象，如照相机、投影仪、放大镜的工作原理。幻灯片 3：引入 - 凸透镜成像的多变性展示图片：放大镜成放大的像、照相机成缩小的像、投影仪成放大的像提问：同样是凸透镜，为什么有时成放大的像，有时成缩小的像？有时成正立的像，有时成倒立的像？像的性质与物体到凸透镜的距离有什么关系？今天我们就通过实验来探究凸透镜成像的规律。幻灯片 4：实验猜想与假设提出猜想：结合生活经验和已学知识，对凸透镜成像的规律提出以下猜想：当物体离凸透镜较近时，可能成放大的像；离凸透镜较远时，可能成缩小的像。像的正倒可能与物体到凸透镜的距离有关。像的虚实可能与物体到凸透镜的距离有关。像距的大小可能随物距的变化而变化。幻灯片 5：实验器材准备主要器材：凸透镜（已知焦距 f，如 f=10cm）蜡烛（作为发光物体）光屏（用于承接像）光具座（带有刻度，便于测量距离）火柴（点燃蜡烛）器材作用说明：光具座上标有刻度，可精确测量物距和像距；蜡烛作为光源，通过凸透镜成像在光屏上；光屏用于承接实像，判断像的性质。幻灯片 6：实验相关概念物距（u）：物体到凸透镜光心的距离。像距（v）：像到凸透镜光心的距离。实像：能在光屏上呈现的像，由实际光线会聚而成。虚像：不能在光屏上呈现的像，由实际光线的反向延长线相交而成，只能用眼睛观察。展示图片：凸透镜成像示意图，标注入射光线、折射光线、物距、像距、实像位置。幻灯片 7：实验步骤详解组装器材：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，使它们的中心大致在同一高度（即 “三心等高”），目的是让像能成在光屏的中央。确定焦距：明确所使用凸透镜的焦距 f（如 f=10cm）。探究 u > 2f 时的成像情况：将蜡烛放在光具座上，使物距 u = 30cm（大于 2f=20cm）。移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像，观察像的大小、正倒，并记录像距 v。探究 u = 2f 时的成像情况：将蜡烛移动到物距 u = 20cm（等于 2f）处。移动光屏，找到清晰的像，观察像的性质，记录像距 v。探究 f < u < 2f 时的成像情况：将蜡烛移动到物距 u = 15cm（大于 f=10cm，小于 2f=20cm）处。移动光屏，找到清晰的像，观察像的性质，记录像距 v。探究 u = f 时的成像情况：将蜡烛移动到物距 u = 10cm（等于 f）处。移动光屏，观察能否在光屏上找到像。探究 u < f 时的成像情况：将蜡烛移动到物距 u = 5cm（小于 f=10cm）处。移动光屏，观察能否在光屏上找到像；从光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛的像，记录像的性质。重复实验：改变凸透镜的焦距（或更换不同焦距的凸透镜），重复上述实验，验证规律的普遍性。幻灯片 8：实验数据记录表格实验次数物距 u/cm与焦距关系像距 v/cm像的性质应用实例130u > 2f220u = 2f315f < u < 2f410u = f55u < f幻灯片 9：实验现象与数据分析当 u > 2f 时：现象：光屏上出现清晰的像，像为倒立、缩小的实像。数据：如 u=30cm 时，v≈15cm，满足 f < v < 2f。当 u = 2f 时：现象：光屏上出现清晰的像，像为倒立、等大的实像。数据：如 u=20cm 时，v=20cm，满足 v = 2f。当 f < u < 2f 时：现象：光屏上出现清晰的像，像为倒立、放大的实像。数据：如 u=15cm 时，v≈30cm，满足 v > 2f。当 u = f 时：现象：光屏上不成像，光线经凸透镜后平行射出。当 u < f 时：现象：光屏上不成像，从光屏一侧透过凸透镜可观察到正立、放大的虚像，像与物在凸透镜同侧。幻灯片 10：凸透镜成像规律总结物距 u 与焦距 f 的关系像距 v 与焦距 f 的关系像的性质像与物位置应用实例u > 2ff < v < 2f倒立、缩小、实像异侧照相机u = 2fv = 2f倒立、等大、实像异侧测焦距f < u < 2fv > 2f倒立、放大、实像异侧投影仪u = f不成像无无平行光源u < fv > u（虚像）正立、放大、虚像同侧放大镜动态规律：当物体从远处向凸透镜靠近时（u 减小），像逐渐远离凸透镜（v 增大），像的大小逐渐变大；反之，物体远离时，像靠近，像变小。幻灯片 11：实验注意事项实验前必须调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，确保像能成在光屏中央。实验时应在较暗的环境中进行，使像更清晰，便于观察。测量物距和像距时，要以凸透镜的光心为基准点读取刻度值。当蜡烛燃烧变短后，像会向上移动，此时可将光屏或凸透镜向上调节，使像重新成在光屏中央。探究 u < f 时的成像情况，需从光屏一侧透过凸透镜观察虚像，不能用光屏承接。幻灯片 12：凸透镜成像规律的应用照相机：原理：物体在凸透镜的 2f 以外（u > 2f），成倒立、缩小的实像（f < v < 2f）。调节：拍摄远景时，镜头后缩（减小像距 v）；拍摄近景时，镜头前伸（增大像距 v）。投影仪：原理：投影片在凸透镜的 f 与 2f 之间（f 2f）。调节：要使像变大，需减小物距（投影片靠近镜头），增大像距（投影仪远离屏幕）。放大镜：原理：物体在凸透镜的焦点以内（u < f），成正立、放大的虚像。特点：物体离焦点越近，像越大。幻灯片 13：课堂小练习 1 - 成像规律判断题目：某凸透镜的焦距为 10cm，当物体放在凸透镜前 15cm 处时，在凸透镜另一侧的光屏上能成（ ）A. 正立、放大的虚像B. 倒立、放大的实像C. 倒立、缩小的实像D. 正立、缩小的实像答案：B解析：焦距 f=10cm，物距 u=15cm，满足 f < u < 2f，此时成倒立、放大的实像，选 B。幻灯片 14：课堂小练习 2 - 应用分析题目：用照相机拍摄景物时，要使底片上的像变大一些，应采取的措施是（ ）A. 照相机靠近景物，镜头向后缩B. 照相机远离景物，镜头向前伸C. 照相机靠近景物，镜头向前伸D. 照相机远离景物，镜头向后缩答案：C解析：要使像变大，需减小物距（照相机靠近景物），增大像距（镜头向前伸），选 C。幻灯片 15：课堂小练习 3 - 动态规律应用题目：将物体从距离凸透镜 3f 处移到 1.5f 处，像的大小将（ ）A. 变大B. 变小C. 先变大后变小D. 不变答案：A解析：物体从 3f 处移到 1.5f 处，物距 u 减小，根据动态规律，像距 v 增大，像的大小变大，选 A。幻灯片 16：课堂总结实验核心：通过改变物距，观察像的性质（大小、正倒、虚实）和像距的变化，总结凸透镜成像规律。规律要点：根据物距与焦距的关系，分为五种情况，对应不同的成像性质和应用。动态变化：物近像远像变大，物远像近像变小。应用价值：解释照相机、投影仪、放大镜的工作原理，解决实际成像问题。幻灯片 17：课后作业布置完成课本上关于凸透镜成像规律的练习题。用焦距为 10cm 的凸透镜，当物体放在 25cm 处时，画出成像的光路图，并说明像的性质和应用。在家中用放大镜观察细小物体，改变物体到放大镜的距离，观察像的变化情况，记录实验现象并结合凸透镜成像规律进行解释。查阅资料，了解变焦镜头的工作原理，说明它是如何通过改变焦距来实现成像变化的。2024沪科版物理八年级上册4.2探究：凸透镜成像的规律第四章 神奇的透镜授课教师： . 班 级： . 时 间： . 1.能完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，有安全意识，能完成实验报告．2.能用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象．在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜（如图）．通过这个水透镜，我们看见了航天员倒立缩小的像．照相机成______、______的____像倒立正立放大虚缩小实投影仪成______、______的____像倒立放大实放大镜成______、______的____像实验：1.用凸透镜对着光源，移动方格纸，你能否在纸上承接到光源的像？2.使用刚才的凸透镜贴近书本，观察书本上的字。凸透镜两次成的像分别有什么特点呢？前排的同学和后排的同学光屏上的像是一样大吗？探究凸透镜成像的规律像的大小、虚实、正倒跟什么因素有关？提出问题：猜想：可能和物体与凸透镜的距离有关。实验器材：设计实验：如何组装实验装置？凸透镜、蜡烛、光屏如何放置？如何读出物距和相应的像距？调节物距与像距，你观察到的像具有什么样的特点？凸透镜对光的会聚作用与什么有关？在实验时我们还需要考虑什么因素？进行实验：1.按图组装好装置。2.把蜡烛放在远处，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.把蜡烛像凸透镜移近几厘米，重复上述操作。4.继续移动，满足什么条件时无法在屏上观察到像？此时像在哪？有什么特点？实验记录：凸透镜的焦距 f =___cmu＞2 f ，f