初中人教版（2024）凸透镜成像的规律优秀ppt课件

这是一份初中人教版（2024）凸透镜成像的规律优秀ppt课件，共3页。PPT课件主要包含了教学重难点，课堂导入，物距u，像距v，实验思路，实验器材，数据记录表格，u＞2f，u2f，f＜u＜2f等内容，欢迎下载使用。
理解凸透镜成像的原理，掌握凸透镜成像的规律及其应用
分析处理凸透镜成像数据，培养推理总结能力，用科学思维解决实际问题
探究凸透镜成像规律，学会科学探究方法，提高实践能力。
培养科学态度与探索精神，认识科技作用，增强应用意识与责任感.
学习目标-物理学科素养
教学重点：1.掌握凸透镜成像规律，明确物距与像的性质及像距变化。2.运用规律解释光学现象，实现知识迁移应用。
教学难点：1. 实验时，确保所成的像清晰呈现在光屏中央。2. 引导学生归纳凸透镜成像规律，理解物距、像距、焦距关系及虚实像成像机理。
通过上一节的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。凸透镜成像究竟有什么规律呢？
可见凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离（即物距）有关系。思考：凸透镜成像究竟有什么规律呢？
知识点1 探究凸透镜成像的规律
1. 凸透镜的三个物理量
（1）物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm；（2）像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm；（3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距也可说是像到透镜的距离。
2. 探究凸透镜成像的规律
【提出问题】 通过凸透镜可以成“倒立、缩小的实像""倒立、放大的实像"和“正立、放大的虚像”那么，凸透镜成这三种像的条件是什么?
【猜想假设】 （1）可能与物体到透镜的距离有关。 支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。
（2）可能与凸透镜的焦距有关。 支持事例： 同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。
（3）像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。 支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的两侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的同一侧。
为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
光具座、凸透镜（焦距 f =10cm）、蜡烛（烛焰作为发光体）、光屏等。
光具座就是可以把凸透镜、光屏、蜡烛等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以测量各器材之间的距离，帮助我们读出物距、像距。
凸透镜的焦距 f=10 cm
（1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。
【进行实验与收集证据】
凸透镜焦距 f=10 cm
实像 缩小 倒立
（2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。
（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。
实像 等大 倒立
（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ，记录在表格中。
实像 放大 倒立
（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处） ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。
（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。
虚像 放大 正立
（1）像的虚实 凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
u=f 是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，物体成实像，当物距小于透镜的1倍焦距时，物体成虚像。
分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律。
（2）像的大小 凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？
u=2f 是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于透镜的2倍焦距时，物体成放大的像。
（3）像的正倒凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。
（4）物距、像距与像的大小关系
不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。
凸透镜成放大像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？
（5）像和像距随物距的变化规律
物距减小，像距变大，像变大。
一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
视频演示——《探究凸透镜成像的规律》
1. 在做实验时，某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；③蜡烛的位置在透镜的焦点上。
2. 用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是否完整？像的亮度有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
3. 蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？
像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.
【典例1】如图，在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
(1)先应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在           ，使像成在光屏的中央。(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像，则光屏上所成的像是          （选填“正立”或“倒立”）的          （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。
(3)若再将蜡烛和光屏互换位置，在光屏上 （选填“能”或“不能”）成烛焰清晰的像，你判断的理由是 。(4)该实验所用的凸透镜的焦距最可能是 （选填“5cm”或“10cm”）。
知识点2 凸透镜成像的光路分析
1. 当物距u＞2f 时 ，成_____、_____ 的实像，像距_________，即________的工作原理。
利用凸透镜三条特殊光路中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好方法。
2. 物距u=2f 时，成_______、_______的实像，此时像距______ ，可以用来测凸透镜的_______。
3. 当 f＜u＜2f 时 ，成_____、______放大的实像，此时像距 ______生活中的_________、____________就是根据这一原理制成的。
4. 当物距u=f 时，折射光线是一束______，不能会聚一点，其反向延长线也不能交于一点，故______成像，可以根据此原理，获得平行光。
5. 当物距u＜f 时， 凸透镜成______、______的_____像，此时像距_____,这是_________的原理。
（1）移动方向：像儿跟着物体跑。凸透镜成像时物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动，不管成虚像还是成实像，都遵循这个规律。（2）大小变化：像的大小看像距。像距变大，像就变大；像距变小，像就变小。（3）物像大小：物像大小看距离。物距大于像距，物体比像大；物距小于像距，物体比像小。当物距等于像距且等于2倍焦距时，物像等大。（4）最小距离：当物体位于2倍焦距处时，物体和实像之间距离最小，为4 f .
凸透镜成像的动态变化规律
【例2】如图所示，F是凸透镜的焦点，请在图中画出物体AB在凸透镜中所成像的光路图。
【详解】对凸透镜来说，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变；连接A与凸透镜的光心O并延长；过A点画出平行于主光轴的入射光线交凸透镜于一点，连接该点和凸透镜右侧的焦点F并延长，两条折射光线交于A’点（即为A点的像点），过A’点作主光轴的垂线，交主光轴于B’，A’B’即为物体AB所成的像。如图所示：
1．如图所示，小明将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜的成像规律。下列说法不正确的是（　　）
A．若蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示的光具座上，此时光屏上不能成清晰的像B．当光屏上呈现清晰的像时，在贴近凸透镜左侧的位置放一个远视镜片，向右移动光屏，光屏上才能得到清晰的像C．将蜡烛放在25cm刻线处，移动光屏可在光屏上得到倒立、放大的清晰的像D．当光屏上成清晰像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像
2．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　）
A．该凸透镜的焦距f＝10cmB．当物距u＝20cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律C．当物距u＝3cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律D．当物距u＝7cm时，光屏要在距离透镜5～10cm的范围内移动才能得到清晰的像
3．在全国防范冠状病毒的大环境下，学校延迟开学，然而学生的学习不能停，教育部开通了各种学习平台，号召我们停课不停学。有些平台需要手机扫描二维码学习，如图所示，下列说法正确的是（　　）A．物体上的二维码是光源B．扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外C．要使屏幕上二维码的像变小，只需将二维码靠近凸透镜D．影像传感器上成的是正立的实像
4．当物体距离凸透镜6cm时，在凸透镜成一个清晰放大的虚像，若保持物体的位置不变，把凸透镜向远离物体的方向移动4cm，移动光屏，在光屏上成一清晰的放大的像。则凸透镜的焦距为（   ）
5．小方探究凸透镜成像规律的实验装置如图所示，焦距为12cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，光屏和蜡烛位于其两侧。小方将蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，光屏将出现烛焰清晰的像，则该像的性质是        ；又将蜡烛移至30cm刻度线处，此时应向       （选填“左”或“右”）调节光屏才能呈现烛焰清晰的像，该像的性质是       。
6．图中L表示凸透镜，MN为凸透镜的主光轴，O点为光心，F为凸透镜的焦点。请在图中作出物体AB通过凸透镜所成的像A'B'的光路图。
7．请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A＇。
8．某同学利用图示装置来研究凸透镜成像。
(1)如图甲，实验前，应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的           上；实验时，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是         （选填“正立”或“倒立”）的像，与这种成像原理一致的光学仪器是           。
(2)如图甲，在保持（1）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处，光屏上再次成清晰的像，成         （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。(3)A处的位置示意图如图乙所示，请从光具座上用虚线画出B处的位置，并说明B处的位置是通过                      来确定的。(4)在（1）（2）探究活动中，若换用焦距更小的凸透镜完成实验，则AB之间的距离将         （选填“变大”、“不变”或“变小”）。