5.2 凸透镜成像的规律 课件(共27张PPT) 2024~2025学年物理北师大版（2024）八年级上册

(共27张PPT)
第五章 透镜及其应用
第2节 凸透镜成像的规律
1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律；
2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系；
3.经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。
学习目标
用放大镜近距离看书，看到文字被放大，可是用放大镜看远处的物体时，却看到物体成了倒立缩小的像。
同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同。为何成像特点会有如此大的差别呢？凸透镜成像遵循什么规律呢？
新知导入
学生实验：探究凸透镜成像的规律
1. 问题与猜想
问题：通过放大镜看课本，字变大了；看远处景物，却变倒立缩小了，那么凸透镜所成的像的大小、正倒等特点与什么有关呢？
猜想：可能与物体和凸透镜之间的距离有关。
一、凸透镜成像的规律
新知学习
2. 制订方案
像距 v
物距 u
物距：物体到凸透镜的距离，用u表示。
像距：像到凸透镜的距离，用v表示。
实验器材：蜡烛、光屏、凸透镜、光具座（带刻度尺）、火柴。
2. 制订方案
探究像的特点与物距的关系，需要将物体置于透镜前的不同位置，寻找像的位置，确定像距, 记录物距、像距及成像特点，在此基础上寻找成像规律。
（1）组装器材：将蜡烛、凸透镜（焦距已知）和光屏安装在光具座上，调节它们的高度，使烛焰中心、透镜中心和光屏中心在一条与光具座平行的直线上。
使像成在光屏中央
3. 进行实验
（2）将点燃的蜡烛放在距离透镜2倍焦距以外的位置，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像。观察像的正倒、大小、虚实。依次减小物距，测量出每一次的物距、像距，并观察像的情况。
（3）在成虚像和成实像两种情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，使它垂直于光具座沿水平方向偏斜，观察烛焰的像与烛焰的偏斜方向是否相同。
（4）将实验现象和数据记录在表格中。
视频演示——《探究凸透镜成像的规律》
4. 收集证据
焦距 f /cm 物距 u /cm 像距 v /cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像
探究凸透镜成像的规律
（1）当u＞2f 时，成倒立缩小的实像，像与物位于凸透镜的异侧。
F
F
5. 分析与论证
通过观察到的实验现象和收集到的数据，我们可以得到，凸透镜成像的正倒、大小、虚实、位置等取决于物距和透镜焦距之间的关系。
F
F
（2）当u=2f 时，成倒立等大的实像，像与物位于凸透镜的异侧。
F
F
（3）当 f＜u＜2f 时，成倒立放大的实像，像与物位于凸透镜的异侧。
F
F
平行光线
（4）当u＝f 时，不成像。
F
F
（5）当u＜f 时，成正立放大的虚像，
像与物位于凸透镜的同侧。
凸透镜成像的规律
物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能
否承接
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能
f2f 能
u＝f 不成像 uu 不能
（1）用焦距不同的凸透镜做实验所得的结论相同吗？
相同，说明凸透镜成像的规律与焦距大小是无关的。
（2）物体成虚像和实验时，像与物的左右、上下位置发生变化吗？与平面镜成像对比，凸透镜成像有什么不同点？
物体通过凸透镜成虚像时，像与物的左右、上下位置不变；
物体通过凸透镜成实像时，像与物的左右、上下位置相反。
平面镜始终成虚像，像与物等大，左右相反，上下位置不变。
凸透镜成虚像时，是成正立放大的虚像，左右、上下位置都不变。
6. 评估与交流
（3）实像和虚像的分界点在什么位置？
焦点处是实像和虚像的分界点
（4）缩小的像和放大的像的分界点在什么位置？
二倍焦距处是缩小像和放大像的分界点
口诀：
一倍焦距分虚实；
二倍焦距分大小。
（5）什么情况下像和物在凸透镜两侧？
成实像时物像异侧
（6）什么情况下像和物在凸透镜同侧？
成虚像时物像同侧
口诀：
实像总是异侧倒；
虚像总是同侧正。
（7）当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距和像的大小是怎样变化的？
凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大。
口诀：
实像总是异侧倒；
物近像远像变大。
（8）当凸透镜成虚像时，随着物距的减少，像距和像的大小是怎样变化的？
凸透镜成虚像时，物距越小，像距越小，像越小。
口诀：
虚像总是同侧正；
物近像近像变小。
不论凸透镜成实像还是虚像，像距越大，像就越大；且像总是跟着物体移动。
（9）凸透镜成实像或虚像时，像的大小和像距有怎样的关系呢？物体移动时，像如何移动呢？
口诀：
像的大小像距定；
像总跟着物体跑。
规律总结：
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。
实像总是异侧倒；物近像远像变大。
虚像总是同侧正；物近像近像变小。
像的大小像距定；像总跟着物体跑。
u>2f ：倒立、缩小的实像，fu=2f ：倒立、等大的实像，v=2f
u=f ：平行光束，不成像
f2f
u凸透镜成像的规律
课堂总结
1.小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分别置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图所的a、b、c、d四点，分别调整光屏的位置。当把蜡烛位于______点时，屏上出现放大的像；当蜡烛位于_______点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像。
a
b
c
d
F
2f
b或c
d
课堂练习
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
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
B
4. 现在航拍越来越多地应用到了日常生活中。某学校使用小型无人机来拍摄学校运动会的盛况。如图所示，无人机底部的摄像机镜头可以看成一个凸透镜，那么当无人机在高空拍摄整个运动会场面时，所成缩小、倒立、清晰的实像应最靠近凸透镜主轴上的a、b、c、d哪一点 说出你判断的依据。
a
b
c
d
F
2f
a
b
c
d
F
2f
答：无人机所成缩小、倒立、清晰的实像应最靠近凸透镜主轴上的b点，因为当u＞2f 时，成倒立缩小实像，此时f