4.5 科学探究：凸透镜成像 第2课时 凸透镜成像的规律及应用 教案 2025-2026学年物理教科版八年级上册

第2课时　凸透镜成像的规律及应用
1．了解并掌握探究凸透镜成像规律的实验过程。
2．理解凸透镜成像的规律。
3．知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
4．了解凸透镜在生活的应用。
重点：凸透镜成像的规律的探究及应用。
难点：能利用凸透镜成像规律来解决相关问题。
【新课导入】
实验导入
给学生们手中分一个凸透镜，观察凸透镜的成像情况。思考：所看到的像的大小与凸透镜到所观察物体的距离存在什么关系 要想看到的像更大些你会怎么办
这节课，我们就一起来学习探究《凸透镜成像的规律及应用》。
图片导入
出示以下图片，说明：以下都是生活中常见的凸透镜的应用，它们成的像有什么不同呢 从而引入新课。
【课堂探究】
一、实验探究：凸透镜成像的规律
提出问题：凸透镜可以成正立的像，可以成倒立的像吗
猜想与假设：……
设计实验、制订方案
教师说明：确定焦距合适的凸透镜；为方便测量物距和像距，光源选择平面光源；为了方便比较像的大小，选用带有标度的白色光屏。首先固定凸透镜，移动平面光源和光屏进行观察实验。
教师启发学生要明确记录：物距u、像距v、像的性质(放大、缩小，倒立、正立，虚、实)……
实验方案：
a．将凸透镜固定在光具座的中央，平面光源和光屏放在凸透镜的两侧，使平面光源、透镜、光屏的中心在同一高度；
b．将平面光源放在离凸透镜的距离尽量远的位置，移动光屏，直到光屏上出现清晰的平面光源的像为止；
c．记录平面光源到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正；
d．将平面光源向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到平面光源的像；
e．继续把平面光源向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的
进行实验与收集证据：
探究一：在光屏上找到平面光源完整清晰的实像。
教师巡回指导，引导、启发、点拨或发提示卡片提示学生。
请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。
①平面光源、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；②光屏上的像最亮最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。
学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小的实像，倒立、等大的实像和倒立、放大的实像。
记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。
实验表格
物距 成像性质 像距 应用
u>2f
u=2f
fu=f
u得出结论、作出解释：
1．当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f2．当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时，v=2f。此点为成实像时像的大小的分界点。
3．当f2f。
4．当u=f时，不成像。此点为成像虚实的分界点。
5．当u交流、评估和反思：
根据成像的情况，对数据进行分类
1．焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像，即1倍焦距分虚实。
2．2倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在2倍焦距以外成缩小像，在2倍焦距以内成放大像，即2倍焦距内外分大小。
3．实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。
4．u>v，像是缩小的，u5．成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小；即成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即成虚像时，物近像小，物远像大。物体越靠近焦点像越大。
6．实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光线的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。
二、透镜成像规律的应用
教师：请同学们阅读课本P84，完成以下问题：
1．物体经凸透镜成倒立、缩小实像的规律在生活中的应用有　照相机　。
2．物体经凸透镜成倒立、放大实像的规律在生活中的应用有　投影仪　。
3．物体经凸透镜成正立、放大虚像的规律在生活中的应用有　放大镜　。
物距u 像的特征 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用
虚实 正倒 大小
u→∞ 缩成一个极小的亮点 异侧 v=f 能 测焦距
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 fu=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f 能 像缩小、放大的分界点
f2f 能 投影仪
u=f 不成像，光从焦点发出成一束平行光，在光屏上可以看到一个与凸透镜等大的圆形光斑 实像、虚像的分界点
uu 不能 放大镜
动态分析：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。
“凸透镜成像规律”是初中物理教学的一个难点。教师和学生共同探究，从实验数据中总结归纳凸透镜的成像规律，应用生活实例，加深对凸透镜成像规律的理解。整个教学过程，教师是引导者也是参与者，课堂上引导学生交流讨论，充分重视学生探究过程中各种能力的培养。反思本课教学中存在的问题以及在今后教学中应该注意的问题：
1．探究实验前就让学生先固定透镜，再用笔记录透镜两侧的1倍、2倍焦距的位置，确定好范围，那么在探究过程中物距范围就看蜡烛放在哪个范围，像距就看最终承接到最清晰时光屏所在的范围。
2．凸透镜成像规律比较抽象，直接得出成像规律是非常困难的，最好在学生分组得出的实验数据和实验现象的基础上，再结合成像光路图更容易得出规律。
3．教学中要注意培养学生根据实验现象分析、总结规律能力的训练，培养学生的综合能力，传授物理问题的研究方法。