第五章第3节 凸透镜成像的规律 第1课时 课件(共37张PPT)2022-2023学年人教版物理八年级上册

(共37张PPT)
第3节 凸透镜成像的规律
第1课时 探究凸透镜
成像的规律
【活动】神奇的箭头
器材：圆柱形透明杯子，画有箭头的白纸，水
将箭头放到杯子后略远位置，
向杯中倒水，当水没过箭头
位置时，观察到什么现象？
过程：
结合上节课的知识，你能解释这个现象吗？
装水的圆柱形杯子相当于一个凸透镜
箭头反向
将箭头靠近、远离杯子，箭头会发生什么变化？
靠近
远离
靠近
远离
凸透镜成像特点跟物体到透镜的距离有什么关系？
【提出问题】
你能将问题“凸透镜成像特点跟物体到透镜的距离有什么关系？”进行优化吗？
凸透镜成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【猜想与假设】
结合照相机、投影仪、放大镜等设备的特点，做出你的猜想。
把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐
移近，观察成像的情况。
需要记录的数据：
【设计实验】
实验计划：
物距，像距，像的性质（虚实、大小、正倒）
凸透镜焦距，
凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距有关系
实验数据表格：
焦距 f/cm 物距 u/cm 物距与焦距的关系 像距 v/cm 像距与焦距的关系 像的性质
虚实 大小 正倒
实验器材：
光具座、发光物体（F字光源）、已知焦距的凸透镜、光屏等。
① 组装次序：
将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上。（凸透镜在中间）
实验器材：
光具座、发光物体（F字光源）、已知焦距的凸透镜、光屏等。
② 利用光具座测像距、物距：
物距＝
像距＝
凸透镜刻度－光源刻度；
光屏刻度－凸透镜刻度。
③ 调整：
调整光源、凸透镜、光屏三者
中心在同一高度。
目的：
实验器材：
光具座、发光物体（F字光源）、已知焦距的凸透镜、光屏等。
如果三者中心只在同一直线，
而不在同一高度上；
调整物距后，像将无法
继续成在光屏中央，甚
至超出光屏范围。
使像始终成在光屏中央。
③ 调整：
调整光源、凸透镜、光屏三者
中心在同一高度。
目的：
实验器材：
光具座、发光物体（F字光源）、已知焦距的凸透镜、光屏等。
把光源放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使光源在屏上成
最清晰的实像。观察实像的大小（可用刻度尺测量）和正倒，利
用光具座测出物距和像距。
把光源向凸透镜移近几厘米，重复以上操作；
当不能在光屏上得到实像时，撤去光屏，从光屏一侧向
透镜方向观察；
实验中注意特殊位置：成放大、缩小像的物距分界点、
成实像、虚像的物距分界点、成倒立、正立像的物距分界点。
【进行试验与收集证据】
物距u与焦距 f 的关系 物距 u/cm 像距 v/cm 像距v与焦距 f 的关系 成像的性质
倒立、缩小、实像
倒立、等大、实像
倒立、放大、实像
u＝f
u＞2f
u＝2f
f＜u＜2f
u＜f
不成像
正立、放大、虚像
f＜v＜2f
v＝2f
v＞2f
物距（u） 像的性质 应用
倒、正 大、小 实、虚 像距（v）
u＞2f
u=2f
f＜u＜2f
u＝f
u＜f
f＜v＜2f
v＝2f
v＞2f
不成像、得到一束平行光
倒立
倒立
倒立
实像
缩小
实像
等大
放大
实像
正立
放大
虚像
照相机
投影仪
放大镜
测凸透镜焦距
成像规律口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
物近像远像变大，物远像近像变小；
实像总是异侧倒，虚像总是同侧正。
【分析与论证】
蜡烛烧短后，像成在光屏上方，此时应该怎样操作？
【想想做做】
将光屏向上移；将凸透镜像下移；将光源向上移。
像的形状不变，亮度变暗。
【想想做做】
2．用手指遮住凸透镜的一部分，像有什么变化？
物体上任一点发出的所有通过凸透镜的光被会聚到像上一点，遮住部分凸透镜只是使会聚的光变少。
3．得到清晰的像（倒立、放大）后，将物体和光屏颠倒位置，能成清晰的像吗？成什么样的像？
【想想做做】
3．得到清晰的像（倒立、放大）后，将物体和光屏颠倒位置，能成清晰的像吗？成什么样的像？
【想想做做】
根据折射时光路可逆知，
能成清晰的像，此时像
是倒立、缩小的。
1.实验时无论这样移动光屏，光屏上都找不到像的原因是什么？
【注意事项】
①光源、凸透镜、光具座的中心不在同一直线上。
②光源在一倍焦距或一倍焦距以内
③凸透镜的焦距过大，光具座的长度无法满足成像的距离
2测焦距的方法：
①太阳光测焦距
②二倍焦距法
1．在“凸透镜成像实验”中，所用实验器材有：光具座、
凸透镜、光屏、蜡烛等。
将实验器材按蜡烛、凸透镜和光屏的顺序放置在光具座上，
调节它们的高度，使_____、凸透镜和光屏三者的中心大致
在_________，这样做的目的是______________________。
烛焰
同一高度
使像始终成在光屏中央
2．在利用光具座探究“凸透镜成像的规律”的实验中。
（1）平行于凸透镜主光轴的入射光经透镜折射后的情形
如图甲，则此凸透镜焦距为_____cm；
（2）实验中，当蜡烛与该凸透镜的距离如图乙所示，在
光屏上可得到一个清晰的_____、_____的___像；
10.0
倒立
缩小
实
（3）若蜡烛逐渐靠近该凸透镜，所成的像会逐渐变____
（选填“大”“不变”或“小”），光屏应_____凸透镜；
（4）当蜡烛放在____cm刻度时，物、像等大；当蜡烛放
在____cm刻度时，既不能成实像也不成虚像。
2．在利用光具座探究“凸透镜成像的规律”的实验中。
大
远离
30.0
40.0
（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，f2f.
(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：① ______________ ____________________ ; ②___________________________。
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。
1. 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
2. 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( )
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
此时f＜u＜2f，v＞2f；此时蜡烛与光屏的位置对换则u＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小实像。
3.小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（　　 ）
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
D
此时f＜u＜2f， u＝18cm，则9cm＜ f＜18cm。
4. 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
此时像不能成在光屏上；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。
例 在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距是10cm，当光屏距凸透镜16cm时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动2cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A．蜡烛不动，像变小 B．蜡烛靠近凸透镜，像变小
C．蜡烛远离凸透镜，像变大 D．蜡烛远离凸透镜，像变小
D
连接中考
例 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．光屏上成倒立、缩小的实像
B．图中成像特点与照相机的成像特点相同
C．透镜不动，蜡烛向左移动，光屏向右移
动，可再次得到清晰的像
D．透镜不动，将蜡烛与光屏互换位置，光屏上仍能得到清晰的像
D
连接中考
例 夜晚，发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少，则萤火虫的像（　　）
A．远离放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度
B．远离放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度
C．靠近放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度
D．靠近放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度
C
连接中考
例 做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜15cm时，在光屏上成放大的像，则下列说法错误的是 （　　）
A．蜡烛距透镜45 cm时，一定成缩小的实像
B．蜡烛距透镜20 cm时，一定成放大的实像
C．蜡烛距透镜18 cm时，可能成放大的实像
D．蜡烛距透镜6 cm时，一定成放大的虚像
B
连接中考
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