第三节 凸透镜成像的规律

人教版八年级物理上册第5章《透镜及其应用》第3节凸透镜成像的规律讲义（知识点总结+例题讲解）序号知识点难易程度例题数变式题数合计一凸透镜成像的规律★★ 3 314二凸透镜成像的实验★★ 4 4一、凸透镜成像的规律：1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①正立、放大、虚像；②物像同侧；③像距＞物距：v＞u；④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；（4）应用：放大镜2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：（1）光路图：如右图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、放大、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；（4）应用：投影仪4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、等大、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、缩小、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；（4）应用：照相机。

【例题1】已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（）A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大【答案】B【解析】解：A、当u＝10cm时，u＜f＝15cm，成正立、放大的虚像，故A错误；B、当u＝20cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确；C、当u＝35cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，故C错误；D、当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，物距增大，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。

魔杯”是怎样显像的？
市场上销售一种有趣的酒杯—一“魔杯”．当你向杯中注入酒时，杯底会呈现出栩栩如生的龙凤画面，但当你饮完杯中酒后，龙凤也跟着无影无踪了．自然，龙凤不会随酒进入君腹，那么这是怎么一回事呢?
我们不妨挑选一只底部内壁有明显突起的无色透明的小空瓶，让瓶底对准阳光，能证实它也有会聚作用！放一枚硬币在桌上，把小空瓶移至硬币上方，通过瓶口观察瓶底外的硬币，你会发现硬币被放大了！空瓶成了放大镜．逐渐加大瓶底与硬币间的距离，硬币的像不断增大，一会儿硬币的像不见了．保持瓶币间的距离，往瓶内注入少许清水．
随着瓶底被水淹没，一个清晰的硬币像又复现了．
从本节的学习中，我们知道：凸透镜的成像规律是，物距小于1倍焦距，像为放大的虚像，且与物位于透镜同侧；物距等于或大于1倍焦距，透镜不成像或成实像．但透镜焦距并非一成不变，我们可以改变透镜周围的介质，“拉长”或“缩短”透镜的焦距．在上述实验中，当硬币的像不见时，瓶底与硬币间的距离大致与透镜的1倍焦距相等，向瓶内注入水后，犹如在瓶底凸面上加了一个“水凹透镜”
，这一“水凹透镜”对光线的发散作用“拉长”了瓶底凸透镜的焦距，从而使原来位于瓶底透镜焦点外的硬币一下进入“组合透镜”的一倍焦距之内，所以清水就能显出硬币的像了．
仔细观察能显像的酒杯——“魔杯”的构成，可以发现它的杯碗底部有圆弧形的凸起，相当于一个焦距很短的凸透镜．在这一凸起的下方不远处嵌有一张比透镜直径小得多的龙凤画片……．对照上述清水显硬币的实验原理，我们就不难知道“魔杯”显像的秘密了．。

第3节凸透镜成像的规律一、凸透镜成像的规律实验：1\提出问题凸透镜成像有时倒立,有时正立,有时放大,有时缩小,跟什么因素有关呢?2、猜想与假设(1)照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，由此看来像的大小与物距有关.(2)照相机和投影仪成像时物体和像都在凸透镜的两侧,而放大镜成像时物体和像在透镜的同侧，由此看来像的虚实与物距有关.3、合作互动探究新知图1(1)实验器材:光具座、光屏、凸透镜(f=10cm)、蜡烛、火柴。

(2)将实验器材按如图1所示摆放.注意：将凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上,调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。

光屏上的像一定要明亮、清晰;多次进行测量,仔细观察,做好记录进行实验.(3)提出问题、进行探讨：如何使物体成的像呈现于光屏上?实验过程中应记录哪些现象和数据?活动1：如图2所示,将物体(点燃的蜡烛)放在距透镜二倍焦距之外,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像.将像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入表中.图2活动2：如图3所示,将物体(点燃的蜡烛)向凸透镜移近,放在距透镜二倍焦距上,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像.将像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入表中.图3活动3：如图4所示,将物体(点燃的蜡烛)继续向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距和二倍焦距之间,同时移动光屏直至在光屏上成最清晰的像.将像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入表中.图4活动4：继续把蜡烛向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距上,这时调整光屏,在光屏上已经看不到蜡烛的像(思考为什么).小组讨论,并将讨论的要点记录下来活动5：如图5所示,将物体(点燃的蜡烛)继续向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距之内,同时用眼睛观察像.将像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入表中.图54、实验计录及实验结论∣V∣表示像距的绝对值二、凸透镜成像的图像1、当物体在2倍焦距以外时，成像光路图如图甲（A、B为二倍焦距处，后同）所示，成倒立、缩小的实像。

第3节凸透镜成像的规律◇教学目标◇【知识与技能】1.掌握凸透镜的成像规律。

2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。

【过程与方法】1.通过在探究实践中根据观察到的现象初步提出问题、进行合理猜想,并设计实验进行探究。

2.通过探究凸透镜成像规律的过程,学习科学研究的过程与方法。

【情感·态度·价值观】1.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,培养学生对科学的求知欲。

2.乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。

◇教学重难点◇【教学重点】对凸透镜成像规律的理解和认识。

【教学难点】指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系。

◇教学过程◇一、新课导入蝴蝶杯,古代饮器之一,以杯中“酒满蝶显,酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传,被世人美誉为“千金之宝”。

注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢?二、教学步骤探究点凸透镜成像的规律[阅读课本]P97“照相机……关系呢?”[思考]照相机成倒立、缩小的实像;投影仪成倒立、放大的实像;放大镜成正立、放大的虚像。

猜测凸透镜成像可能与什么有关?[提示]凸透镜成像时像的性质可能跟物体到凸透镜的距离有关。

[归纳提升](1)物距(u):物体到凸透镜的距离。

(2)像距(v):像到凸透镜的距离。

[阅读课本]P97“探究凸透镜成像的规律”1.提出问题:像的虚实、大小、正倒跟什么因素有关?2.实验目的:改变物距,比较凸透镜成像的性质。

3.实验器材:实验装置如图所示,器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。

[思考]如何保证蜡烛的像成在光屏的中央?[提示]调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。

[思考]如何找到像的位置?[提示]点燃蜡烛,移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像,确定像的位置。

[思考]图中的物距和像距分别是多少?[分析]物距u=20 cm-5 cm=15 cm;像距v=55 cm-20 cm=35 cm。

4.进行实验:使蜡烛位于凸透镜前的不同位置,调节光屏分别找到像,观察像的性质,并将5.数据处理与分析:(1)u=f时不成像;u<f时成正立、放大的虚像,像物同侧;u=2f时成倒立、等大的实像,像物异侧;u>2f时成倒立、放大的实像,像物异侧;f<u<2f时成倒立、放大的实像,像物异侧。

第3节凸透镜成像的规律课前预习1.物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。

2.像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。

3.凸透镜的成像规律（1）当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。

（2）当物距等于2倍焦距时，则像距也等于2倍焦距，成倒立、等大的实像。

（3）当物距小于2倍焦距且大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。

（4）当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。

（5）当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。

课堂练习知识点1 探究凸透镜成像的规律实验1.某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，进行了以下实验步骤：（1）将凸透镜正对太阳，在另一侧移动光屏，距凸透镜10cm处，光屏接收到一个最小、最亮的光斑，由此可知，该凸透镜的焦距为10 cm。

（2）如图所示，将光具座上点燃的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在同一高度，移动光屏始终找不到烛焰所成的像；这是因为凸透镜与蜡烛的距离小于（选填“大于”“小于”或“等于”）10cm所致，应将蜡烛向左（选填“左”或“右”）移动一段距离后，才能在光屏上得到烛焰清晰的像。

（3）把蜡烛移动到B处，移动光屏可得到放大（选填“放大”或“缩小”）的像。

再将蜡烛移动到A处，并移动光屏可得到缩小（选填“放大”或“缩小”）的像，此时光屏与凸透镜的距离大于（选填“大于”或“小于”）10cm。

知识点2 凸透镜成像规律的理解2.已知凸透镜的焦距为10cm，物体离凸透镜的距离为15cm，那么所成的像是（ B ）A. 倒立、缩小的实像B. 倒立、放大的实像C. 正立、缩小的虚像D. 正立、放大的虚像3. 蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。

小红画了图中的光路。

下列说法正确的是（ C ）A. 小红画的光路是正确的B. 凸透镜成的是虚像C. 凸透镜的焦距小于10cmD. 凸透镜的焦距大于20cm4.（2019·南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距凸透镜30cm时，在光屏上形成清晰倒立、缩小的像，此时的成像特点可应用于照相机（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。

人教版物理八年级上册第五章第3节《凸透镜成像的规律》教案一. 教材分析人教版物理八年级上册第五章第三节《凸透镜成像的规律》是本章的重要内容，通过本节课的学习，让学生掌握凸透镜成像的规律，并能够运用规律解决实际问题。

教材通过理论讲解、实验观察、问题讨论等多种方式，引导学生探究凸透镜成像的规律，培养学生的观察能力、实验能力和解决问题的能力。

二. 学情分析学生在学习本节课之前，已经学习了平面镜成像、光的折射等知识，对光学成像有一定的认识。

但凸透镜成像的规律较为抽象，需要通过实验和观察来理解。

学生在学习过程中，可能对凸透镜成像的动态规律理解起来较为困难，需要通过大量的实例和练习来巩固。

三. 教学目标1.让学生掌握凸透镜成像的规律，并能够运用规律解决实际问题。

2.培养学生的观察能力、实验能力和解决问题的能力。

3.引导学生运用科学的方法探究凸透镜成像的规律，培养科学思维。

四. 教学重难点1.凸透镜成像的规律2.凸透镜成像规律的应用五. 教学方法1.实验观察：通过实验让学生直观地观察凸透镜成像的规律。

2.问题讨论：引导学生通过讨论，总结凸透镜成像的规律。

3.实例分析：通过实际例子，让学生运用凸透镜成像规律解决问题。

4.练习巩固：通过课后练习，巩固所学知识。

六. 教学准备1.实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座等。

2.教学多媒体：PPT、视频等。

七. 教学过程导入（5分钟）教师通过一个生活中的实例，如放大镜观察物体，引出凸透镜成像的规律。

提问学生：你们观察过凸透镜成像吗？它是如何成像的？呈现（10分钟）教师通过PPT或视频，展示凸透镜成像的实验过程和结果，让学生直观地感受凸透镜成像的规律。

同时，教师引导学生观察实验现象，并提出问题。

操练（15分钟）教师学生进行实验，让学生亲自动手操作，观察凸透镜成像的规律。

在实验过程中，教师引导学生注意观察物距、像距、成像大小之间的关系，并记录实验数据。

巩固（5分钟）教师通过PPT或黑板，总结凸透镜成像的规律。