八年级物理上册3.6探究凸透镜成像规律沪省公开课一等奖新名师课获奖课件

第三章光和眼睛3.6探究凸透镜成像规律1/41探究凸透镜成像规律内容试验器材凸透镜、蜡烛、光屏、打火机、光具座试验步骤(1)如右图所表示，把凸透镜放在光具座标尺中央，从透镜位置开始在左右两边标尺上用粉笔标出等于一倍焦距和二倍焦距位置.试验中烛焰、凸透镜、光屏三者中心一定要在同一高度.2/41内容试验步骤（2）把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整它们高度，使烛焰、凸透镜、光屏中心大致在同一高度.（3）移动蜡烛到某处，然后调整光屏位置，在光屏上分别找到缩小或放大清楚烛焰像.记下各种成像情况时物距u，将探究情况统计在表格中.3/41内容试验步骤（4）将蜡烛向凸透镜靠近，使蜡烛到凸透镜距离等于一倍焦距，观察光屏上是否有像，并做统计.（5）继续把蜡烛向凸透镜靠近，使蜡烛与凸透镜距离小于一倍焦距，观察光屏上是否有像，若在光屏上观察不到蜡烛像，则移去光屏，直接用眼睛在蜡烛异侧透过凸透镜观察烛焰，找出像位置，将数据统计在表格中4/41内容试验数据5/41内容试验结论巧记乐背一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物在焦点外，物近像远像变大，物在焦点内，物远像远像变大.6/41内容知识解读（1）凸透镜成实像时，物像异侧，物像移动方向一致，物距减小，像距增大，像变大；凸透镜成虚像时，物像同侧，物距减小，像距减小，像变小.（2）u=f时，不成像；u=2f时，成等大实像.（3）凸透镜成实像时，物像上下、左右都相反7/41例1小张同学探究“凸透镜成像规律”试验装置如图3-6-1所表示，其中焦距为15cm凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧.图3-6-1（1）小张将蜡烛移至光具座上10cm刻线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清楚像，则该像是____（填“放大”“等大”或“缩小”）实像.缩小8/41（2）小张将蜡烛移至光具座上30cm刻线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清楚像，则该像是____（填“倒立”或“正立”）实像.（3）小张再将蜡烛移至光具座上40cm处，他从透镜右侧经过透镜能够看到烛焰____（填“倒立”或“正立”）像.（4）以上（1）、（2）步骤中，小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm处移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清楚像，光屏应____（填“远离”或“靠近”）透镜，此时所成像大小将____（填“变大”“变小”或“不倒立正立远离变大9/41变”）.（5）若烛焰已在光屏上成清楚像，此时用遮光布遮住凸透镜下半部分，则所成烛焰像为____（填“完整”或“不完整”）像.试验过程中蜡烛燃烧时会逐步变短，则光屏上烛焰像也将逐步向____移动.完整上10/41解析：由题意知f=15cm，所以2f=30cm.（1）当蜡烛在光具座上10cm刻线处时，物距等于40cm，大于2倍焦距，成倒立、缩小实像.（2）当蜡烛在光具座上30cm刻线处时，物距等于20cm，处于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大实像.（3）当蜡烛在光具座上40cm刻线处时，物距等于10cm，小于1倍焦距，成放大、正立虚像.（4）将蜡烛从光具座上10cm向30cm处移动时，物距减小但一直大于焦距，则像距变大，应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清楚像，且像变大.（5）凸透镜成实像时，烛焰发出全部透过凸透镜光会聚到光屏上成像.当将凸透镜11/41下半部分遮住后，烛焰发出光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光经过上半部分凸透镜而会聚成像，所以像与原来相同，依然完整；因为凸透镜二分之一被遮住，所以折射出光线与原来相比降低了二分之一，故亮度会减弱，像变暗了.蜡烛燃烧时会逐步变短，依据凸透镜成实像时像与物上下、左右相反可知，像将逐步向光屏上方移动.12/41凸透镜应用——放大镜内容实质放大镜实质是一个凸透镜特点焦距较短凸透镜工作原理物距小于焦距时,能够成正立、放大虚像放大镜成正立、放大虚像.13/41内容成像特点（1）物体经过放大镜成正立、放大虚像；（2）物体经过放大镜所成像和物体在凸透镜同侧；（3）当物体位于放大镜焦点以内时，放大镜离物体越近所成像越小，放大镜离物体越远，所成像越大14/41内容知识解读（1）放大镜常选取焦距比较短凸透镜；（2）使用它观察物体时，物体到放大镜距离小于放大镜一倍焦距，在这个前提下，物体到透镜距离越远，所成像越大；（3）两个凸透镜大小相同时，厚度越大，焦距越小，放大倍数越大；（4）假如放大镜与物体距离大到一定程度，所成像便会消失15/41例2昆虫观察盒盒盖是一个凸透镜（如图3-6-2所表示），盒盖到盒底距离为10cm，是利用凸透镜能成正立、放大________（填“实”或“虚”）像原理制成，能够方便地观察小昆虫.在一次试验中，小明不小心把盒盖上凸透镜打坏了，为了修好观察盒，老师给他提供了焦距分别为4cm、8cm、10cm和12cm凸透镜各一个，他应该选择焦距为________cm凸透镜.图3-6-216/41解析：凸透镜做放大镜使用时，u＜f时，成正立、放大虚像，盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫，要使凸透镜作放大镜使用，物距要小于焦距，此时物距是10cm，所以应该选择焦距为12cm凸透镜.答案：虚1217/41依据凸透镜作放大镜使用时，物距和焦距关系进行判断：当u＜f时，成正立、放大虚像；当u=10cm，要成正立、放大虚像时，透镜焦距应大于10cm.18/41不清楚凸透镜成像本质原因例3把一支点燃蜡烛立于凸透镜一侧，在另一侧光屏上能够得到蜡烛清楚像.假如用不透光纸遮住凸透镜上半部，则()A.光屏上仍能成像，像与原来一样B.光屏上仍成原来像，只是比原来暗C.要经过移动光屏，才能得到清楚像D.光屏上不能成像19/41解析：凸透镜成实像是因为蜡烛发出光线经过凸透镜后会聚到像点，若遮住凸透镜一部分，则凸透镜其它部分依然能够会聚光线，所以仍能成完整像，只是照射到像上光线数量降低，像比原来暗，故选B.答案：B错解：A或C或D注意：尽管将凸透镜遮住一部分，但没有遮住部分依然是个凸透镜，仍能使光线折射后会聚成像，只是进光面积降低了，会聚光线数量降低，使像亮度降低了，但每一个物点仍能对应成像，所以像依然是完整.20/41题型一探究凸透镜成像规律例4某小组利用如图3-6-3所表示装置探究“凸透镜成像规律”.图3-6-321/41（1）他们首先进行以下操作：将试验器材按蜡烛、凸透镜和光屏次序放置在光具座上，调整它们高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者________大致在同一高度.（2）将蜡烛移到距凸透镜很远处，慢慢移动光屏，发觉光屏上得到一个最小、最亮光斑，此时凸透镜到光屏距离为10cm，则凸透镜焦距为________cm；再移动凸透镜和光屏到如图3-6-3所表示位置时，在光屏上得到了一个清楚倒立、________（填“放大”或“缩小”）实像.中心10缩小22/41（3）将蜡烛移到距凸透镜5cm处，不论怎样调整光屏，光屏上一直接收不到清楚像，这时应从________（填“左”或“右”）侧透过凸透镜直接观察.（4）快下课时，蜡烛伴随燃烧而变短，光屏上像将向________（填“上”或“下”）移动.右上23/41解析：（1）将试验器材按蜡烛、凸透镜和光屏次序放置在光具座上，调整它们高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度.（2）将蜡烛移到距凸透镜很远处，进入凸透镜光靠近平行光，经凸透镜折射后形成一个最小、最亮光斑，这个点就是凸透镜焦点，焦点到凸透镜距离是凸透镜焦距，所以凸透镜焦距是10cm；依据题图可知，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小实像.（3）当物距u=5cm＜f时，物体经过凸透镜成放大虚像，而且虚像和物体在同一侧，所以应从右侧透过凸透镜直接观察.（4）蜡烛伴随燃烧而变短，依据凸透镜所成实像都倒立，像将向上移动.24/41题型二判断凸透镜焦距例5（湖南娄底中考）某班同学在“探究凸透镜成像规律”试验中，统计并绘制了像到凸透镜距离v跟物体到凸透镜距离u之间关系图像，如图3-6-4所表示.以下判断正确是()A.该凸透镜焦距是4cmB.当u=3.5cm时，在光屏上能得到一个缩小像C.当u=5cm时，成放大像，投影仪就是依据这一原理制成D.把物体从距凸透镜3cm处移动到8cm处过程中，像逐步变小图3-6-425/41解析：由题图知，当u=4cm时，v=4cm，依据凸透镜成像规律，物距等于2倍焦距时，成倒立、等大实像，此时像距与物距相等，所以2f=4cm，则f=2cm，故A错误；f=2cm，2f=4cm，当u=3.5cm时，f＜u＜2f,所以成倒立、放大实像，故B错误；当u=5cm时，u＞2f，所以此时成倒立、缩小实像，摄影机是利用这一原理制成，故C错误；把物体从距凸透镜3cm处移到8cm处过程中，物距逐步增大且一直大于焦距，所以成像逐步变小，故D正确.答案：D26/41题型三利用凸透镜成像规律作图例6如图3-6-5所表示，O1O2为透镜主光轴，S′为点光源S经透镜成像.试确定用是什么透镜，并用作图法求出透镜和焦点位置.图3-6-527/41解析：像S′在物后面，且都在主光轴上方，故是凸透镜不是凹透镜；连接物像S、S′并延长，与主光轴交于O点，则O点为凸透镜光心，过O点垂直主光轴作出凸透镜；从S点平行于主光轴作一条入射光线，与凸透镜相交于A点，连接S′A并延长，与主光轴交于F点，F点即为焦点.答案：如图3-6-6所表示图3-6-628/41例7如图3-6-7所表示人在判定文物时，惯用放大镜观察文物细微部分，这时他看到像是___________________.假如在文物上有两条裂纹，其夹角是5度，要想使看到像更大些，应该将放大镜离裂纹______.放大镜放大倍数是6倍，则他看到角是______度.图3-6-75正立、放大虚像远些29/41解析：因放大镜成像时物距小于焦距，所成像是正立、放大虚像，而成像时物距越大，像距越大，像越大，所以要想像变大，就要增大物距.不论放大镜放大倍数是多大，都只能放大物体本身，不能改变物体之间角度.30/41解读中考：本节知识重点是了解凸透镜在各种条件下所成像性质及改变情况、试验探究过程，用探究结论处理实际问题.出题形式主要有选择题、填空题和试验探究题.31/41考点一凸透镜成像应用教材第72页“作业第3题”取一个盛水圆柱形玻璃杯，将手紧靠在杯后面，透过水杯看到手“变大”了.请实际试一试，并解释这个现象.32/41例8(吉林中考)如图3-6-8所表示是装有水圆柱形玻璃杯，将铅笔靠近玻璃杯后面，透过玻璃杯能够看到笔尖指向左侧，此时成像为正立、_______虚像.假如将铅笔由靠近玻璃杯位置向远处慢慢移动，你会看到笔尖指向_____侧.图3-6-8放大右33/41解析：题图是装有水圆柱形玻璃杯，其结构相当于一个凸透镜，即中间厚，边缘薄，所以将铅笔靠近玻璃杯后面，相当于将铅笔放在凸透镜1倍焦距以内，故能看到铅笔成一个正立、放大虚像；假如将铅笔由靠近玻璃杯位置向远处慢慢移动，当铅笔大于该“凸透镜”1倍焦距后，即成倒立像（处于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大实像；处于2倍焦距以外，成倒立、缩小实像），故你会看到笔尖指向会改变，即指向右侧.34/41考点二探究凸透镜成像规律.教材第72页“作业第1题”如图3-61所表示是用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律试验装置，若将蜡烛放于图中位置，要在光屏上成清楚像，需要进行调整是.若要使像变大，应将蜡烛向移.图3-6135/41例9(湖南益阳中考)如图3-6-9所表示，在做“探究凸透镜成像规律”试验中，烛焰在图示位置时能在光屏上成清楚像，所成像是倒立、______（填“放大”“等大”“缩小”）实像.现将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜方向移动，要使烛焰仍能在光屏上成清楚像，则光屏应沿主光轴向______（填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动.图3-6-9靠近放大36/41解析：由题图知，物距小于像距，此时在光屏上成倒立、放大实像，当将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜方向移动时，物距变大，像距变小，光屏上得到像变小，所以要使烛焰仍能在光屏上成清楚像，则光屏应沿主光轴向靠近凸透镜方向移动.37/4138/41例