5.3凸透镜成像的规律 课件 2022-2023学年人教版物理八年级上册（共53张PPT）

(共53张PPT)
（八年级上）
人教版 物理
第五章 第3节
凸透镜成像的规律
温故知新
照相机成 、
、 像
投影仪成 、
、 像
放大镜成 、
、 像
倒立
缩小
实
倒立
放大
实
正立
放大
虚
问题1：以上都是生活中常见的透镜，他们成的像为什么会不同呢？
温故知新
手将放大镜缓慢远离课本：
问题2：放大镜成的像为什么会不同呢？
F
F
2F
2F
物距u
像距 v
物距u：物体到 的距离；
像距v：像到 的距离；
焦距 f：焦点到___________的距离。
凸透镜光心
凸透镜光心
凸透镜光心
焦距 f
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。
一
焦距、物距、像距
1、提出问题：
像的实虚、大小、正倒与什么因素有关？
2、猜想：
①可能与物距有关；
②可能与焦距有关。
二
实验：探究凸透镜成像的规律
3、实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座
如何组装实验器材？凸透镜、蜡烛、光屏如何放置？
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、 和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
物距（u）
像距（v）
①保持凸透镜位置不变，选定光源位置，同时移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像。记录物距、像距以及所成像的性质（虚实、大小、正倒）；
②从远到近改变物距，做多次实验，总结出凸透镜成像的规律。
4、实验设计：
观察成像：
① 虚实；
② 大小；
③ 正倒；
④ 像距；
⑤ 同侧或异侧。
分别使物距u在：
① 大于二倍焦距（u>2f）；
② 等于二倍焦距（u=2f）；
③ 大于一倍焦距小于二倍焦距（f④ 等于一倍焦距（u=f）；
⑤ 小于一倍焦距（u物距（u）
像距（v）
5、实验表格：
凸透镜的焦距f= cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 同侧或异侧 像距与焦距的关系 应用
虚实 大小 正倒
u>2f
u=2f
fu=f
uF
F
F
F
1.通过光心的光线；
2.平行于主光轴的光线；
3.经过凸透镜焦点的光线。
透镜的三条特殊光线：
F
F
F
F
F
F
F
F
练习：在下列图中画出折射光线或入射光线。
① 大于二倍焦距（u>2f）
F
F
像距： f2F
2F
应用：照相机
实像、缩小、倒立、异侧
二
实验：探究凸透镜成像的规律
② 等于二倍焦距（u=2f）
F
F
像距： v=2f
2F
2F
实像、等大、倒立、异侧
应用：测焦距
二
实验：探究凸透镜成像的规律
③ 大于一倍焦距小于二倍焦距（fF
F
2F
2F
像距： v>2f
应用：投影仪、幻灯机
实像、放大、倒立、异侧
二
实验：探究凸透镜成像的规律
④ 等于一倍焦距（u=f）
F
F
2F
2F
应用：探照灯
不成像
平行！
二
实验：探究凸透镜成像的规律
⑤ 小于一倍焦距（uF
F
2F
2F
应用：放大镜
虚像、放大、正立、同侧
像距： v>u
二
实验：探究凸透镜成像的规律
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 同侧或异侧 像距与焦距的关系 应用
虚实 大小 正倒
凸透镜的焦距f= cm
10
34.00
倒立
缩小
实像
异侧
15.50
20.00
20.50
倒立
等大
实像
异侧
17.00
29.00
倒立
放大
实像
异侧
10.00
不成像
6.00
正立
放大
虚像
同侧
u>2f
u=2f
fu=f
uv>2f
fv=2f
照相机
投影仪、幻灯机
探照灯
放大镜
--
v>u
--
--
无穷远
测焦距
5、实验表格：
问题1：在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？
焦点是实像和虚像的分界点。
问题2：在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点。
问题3：什么情况下像和物体在凸透镜同侧？什么情况下像和物体在凸透镜异侧？
成虚像时物像同侧，成实像时物像异侧。
一焦分虚实。
二焦分大小。
虚像同侧正，实像异侧倒。
6、分析与结论：
问题4：当凸透镜成实像时，随着物距的增大，像距是怎样变化的？像又是如何变化的？
物距增大，像距减小，像会变小。
问题5：当凸透镜成虚像时，随着物距的增大，像距是怎样变化的？像又是如何变化的？
物距增大，像距增大，像会变大。
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
归纳总结
练一练
1、实验前调节：烛焰、透镜、光屏三者的中心处于 。
　 目的： 。
2、焦距的测量及判断：
同一高度
使像成在光屏的中央
在光屏上承接到一个最小、最亮的光斑。
练一练
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。
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。
a
b
c
d
e
F
F
f
2f
c
a
c
d、e
7、交流与反思：
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
7、交流与反思：
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
7、交流与反思：
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
F
F
f
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
7、交流与反思：
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
O
F
2F
F
2F
A
A'
u=30cm
v=15cm
v'=30cm
u'=15cm
练一练
如图所示，光屏上恰好成清晰的像，已知凸透镜的焦距为10cm，试回答下列问题：
静态成像规律：
（1）此时光屏上成的是________、________的实像；若将光屏、蜡烛互换位置，此时光屏上成的是________、________的实像。
（2）当蜡烛在30 cm刻度线处时，光屏应在_____刻度线cm处才能承接到_______、______的实像。
（3）当蜡烛放在凸透镜前15 cm处时，向右调整光屏，才能承接______、放大的____像。
（4）当蜡烛在45 cm刻度线处时，成________、放大的_____像。
倒立　
缩小
倒立　
放大　
70
倒立　
等大　
倒立　
实
正立　
虚
动态成像规律：
（5）将如图所示蜡烛向靠近透镜的方向移动（始终大于1倍焦距），则所成的像逐渐______（选填“变大”或“变小”），为了使像清晰，应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动。
（6）将光屏向靠近透镜的方向移动（始终大于1倍焦距），为了使像清晰，应将蜡烛向______（选填“左” 或“右”）移动，此时所成的像______（选填“变大” 或“变小”）。
（7）如图所示，保持蜡烛、光屏位置不动，移动透镜至_____ cm刻度线处，光屏上再次呈现清晰的像，此时得到的像_____ （“较大”或“较小”）。
变大
右
左　
变小
35
较大
练一练
变焦问题：
（8）如果改换成焦距为8cm的凸透镜，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。
（9）①保持蜡烛和透镜位置不变，在透镜和蜡烛之间加一个凹透镜，那么应将光屏_____移（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈清晰的像。
②保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），才能在光屏上呈清晰的像。
练一练
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
凸透镜越凸，焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
靠近凸透镜
7、交流与反思：
变焦问题：
（8）如果改换成焦距为8cm的凸透镜，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。
（9）①保持蜡烛和透镜位置不变，在透镜和蜡烛之间加一个凹透镜，那么应将光屏_____移（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈清晰的像。
②保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），才能在光屏上呈清晰的像。
左
练一练
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
7、交流与反思：
光屏向右移，远离凸透镜。
变焦问题：
（8）如果改换成焦距为8cm的凸透镜，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。
（9）①保持蜡烛和透镜位置不变，在透镜和蜡烛之间加一个凹透镜，那么应将光屏_____移（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈清晰的像。
②保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），才能在光屏上呈清晰的像。
左
右
练一练
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
7、交流与反思：
放个凸透镜，用来聚光。
变焦问题：
（8）如果改换成焦距为8cm的凸透镜，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。
（9）①保持蜡烛和透镜位置不变，在透镜和蜡烛之间加一个凹透镜，那么应将光屏_____移（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈清晰的像。
②保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），才能在光屏上呈清晰的像。
左
右
凸透镜
练一练
1、在探究“凸透镜成像规律”的实验中
（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是 cm；
（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向 移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏 凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。
8.0
右
靠近
课堂检测
2、小周同学在探究凸透镜成像规律实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像，保持凸透镜位置不变，为了得到清晰缩小的像，他应该（ ）
A.让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜
B.让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜
C.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜
D.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜
课堂检测
B
3、将物体放在凸透镜前16厘米处，在光屏上得到倒立缩小的像，则凸透镜的焦距可能是（ ）
A.10cm B.7cm C.8cm D.16cm
课堂检测
B
4、如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB。已知AO=8cm，该凸透镜的焦距可能是（ ）
A． f=8cm B． f=4cm
C． f=6cm D． f=9cm
C
5、如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，下列说法不正确的是（ 　 ）。
A．当物体距透镜8cm时，成正立的像
B．当物体距透镜16cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小
D．当物体从距透镜20cm处向靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
课堂检测
D
1.利用平行光求f
6、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．9cm课堂检测
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
C
C
2.已知u，求f
8、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
课堂检测
A
3.已知v，求f
9、烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是（ 　 ）。
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像
C．将蜡烛移动到35cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
D．将蜡烛移动到45cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
课堂检测
C
4. u=2f，v=2f，求f
10、幻灯机的镜头相当于一个 ，为了在屏幕上得到一个放大的像，必须使幻灯片到镜头的距离在 范围内，而镜头到银幕的距离应在 。
课堂检测
11、用凸透镜观察地图时，应把地图放在凸透镜的（ ）
A、焦点以内 B、焦点上
C、一到二倍焦距之间 D、二倍焦距之外
凸透镜
A
一至两倍焦距间
两倍焦距以外
课堂检测
12、测绘人员绘制地图时，常常需要在高空的飞机上向地面照相，称航空摄影。若航空摄影使用的照相机的镜头的焦距为50毫米，则底片与镜头间的距离为（ ）
A、100毫米以外 B、50毫米以内
C、略大于50毫米 D、恰为50毫米
C
课堂检测
13、如图为凸透镜成像的示意图，由于不慎将透镜的上沿摔掉一块(图中阴影部分)，则（ ）
A. 像的A'部分消失了
B. 像的B'部分消失了
C. 成像的效果不受影响
D. 像A'B'是完整的，但亮度变暗
D
课堂检测
14、小明同学做凸透镜成像的实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像。保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则（ ）
A. 光屏上有倒立、缩小的实像 B. 光屏上有倒立、放大的实像
C. 光屏上有正立、等大的虚像 D. 光屏上没有像
A
15、一凸透镜的焦距为20厘米，要得到放大的实像，物体应位于凸透镜前（ ）
A. 小于20厘米处 B. 大于40厘米处
C. 20厘米与40厘米之间 D. 条件不足，无法确定
C
课堂检测
16、在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（ ）
A. 蜡烛、凸透镜、光屏三者中心在同一条水平线上
B. 蜡烛距凸透镜距离大于焦距
C. 蜡烛距凸透镜距离小于焦距
D. 蜡烛距凸透镜距离等于2倍焦距
C
课堂检测
17、在露天环境下放映电影，试镜头时，发现屏上的影像小了一点，应当怎样调整放映机（　 ）
A．放映机离屏远一些，胶片离镜头远一些
B．放映机离屏远一些，胶片离镜头近一些
C．放映机离屏近一些，胶片离镜头远一些
D．放映机离屏近一些，胶片离镜头近一些
B
18、当摄影师用一台镜头焦距一定的相机给全班同学照完合影后，接着又给小明同学照半身像，这时摄影师应该________（选填”增大”或”减小”）照相机镜头和小明的距离，同时________（选填”增大”或”减小”）镜头到底片的距离。
减小
增大
课堂检测
19、用焦距是50mm的照相机拍摄书中的图时，镜头到书的距离应（ ）
A. 大于100mm B. 等于100mm
C. 等于50mm D. 小于50mm
A
20、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
21、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm
B．若飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上会出现小昆虫的像。
C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像
D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像
A
课堂检测
22、在探究凸透镜成像规律的实验中，成像情况如下图，小组成员关于“有哪些方法可以让光屏上的像变大”问题形成两个能达到目的的方案。
方案一：保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向 移动适当距离；
方案二：保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏都向 移动适当距离。
左
右
23、把物体放在凸透镜前10cm时，可以在凸透镜另一侧的光屏上得到放大的像。据此可以推断这个凸透镜的焦距范围为多少？
课堂检测
解：因为是光屏上的像，故像是实像，又是放大的，所以必须满足：2f > u > f, ， 即：
2f >10(cm)>f
由于2f >10(cm) 得： f >5(cm)，
综合10(cm)>f 得：10cm >f >5cm