5.1 透镜（教学设计）-【上好课】八年级物理上册同步备课系列（人教版）

5.1透镜（教学设计）年级八年级授课时间课题5.1透镜教学目标1.认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。2.通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。3.能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。教材分析本节教学要从透镜的外形和透镜对光的作用两方面来认识凸透镜和凹透镜的区别，使学生学习观察和研究的基本方法，并能意识到把握事物本质的重要性。通过现象了解光路的可逆性，培养学生运用逆向思维解决简单问题的能力。学习凸透镜和凹透镜的重点是要让学生明确它们对光线的作用。要注意纠正学生认识上的误区：只要通过透镜折射后的光线是会聚的，这个透镜就是凸透镜；折射后的光线是发散的，这个透镜就是凹透镜。所谓凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散，都是相对入射光线而言的。应明确指出，凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，其折射光线比入射光线更靠拢主光轴。凹透镜对光线的发散作用是指指把入射光线发散了，其折射光线比入射光线更远离主光轴。教学器材不同形状的凸透镜和凹透镜，演示用光学器件组一套，花眼镜、近视眼镜。多媒体ppt，包含视频：《透镜》、《凸透镜、凹透镜对光的作用》、《透镜的焦点和焦距》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【出示各种透镜】在生活中，常看见一些用玻璃制作的与“镜”有关的物品：近视镜、老花镜、放大镜等，让我们认识下。【观看ppt图片思考】这是照相机、投影机、电影机上的镜头，它们有什么异同点吗？【归纳引入】它们有一个共同的特点：都是玻璃制作的，且能透光，在物理上叫做透镜。不同的透镜对光的作用是不同的。这节课我们来探究透镜对光的作用。《5.1透镜》。观看透镜或图片，思考问题，进入情景。学习新课一、凸透镜和凹透镜1.透镜2.透镜的种类【试一试】学生用手摸一摸近视镜、放大镜，比较它们的区别。【归纳】透镜的种类：透镜分为凸透镜和凹透镜（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。如远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等；（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。如近视镜片。【学生识别】识别下列透镜，并归类：属于凸透镜的是：A、B、D；属于凹透镜的是：C、E、F.（3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。3.透镜的主光轴和光心【讲解】透镜可以看作是两个球面形成的，两个球面相交的公共部分是凸透镜，两个球面相离的中间部分是凹透镜。（1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴（光轴）。（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心。【播放视频】——《透镜》【例题1】下列透镜不属于凸透镜的是（B）【解析】中央厚边缘薄的透镜为凸透镜，中央薄边缘厚的透镜为凹透镜。由图知，选项ACD中的透镜都是中央厚边缘薄，属于凸透镜；选项B中的透镜中央薄边缘厚，为凹透镜。B符合题意，所以选B。用手摸一摸不同的透镜，回答它们的区别，知道凸透镜和凹透镜.理解透镜的主光轴和光心概念.观看视频，进一步加深理解透镜的有关知识。做例题，会识别透镜，进行解析。学习新课二、透镜对光的作用1.凸透镜对光有会聚作用【实验】①将一凸透镜正对着太阳光（或其他平行光），再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，调整凸透镜与纸的距离，观察有什么变化？②让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。【现象】①凸透镜会使太阳光会聚，在纸上出现一个很小、很亮的光斑。光斑处的温度很高，长时间照射，纸会被烧焦。②与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。【结论】凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。2.凹透镜对光有发散作用【实验】①拿一个凹透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧来回移动，仿照上图做实验。②让平行于主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。【现象】①无论怎样调节凹透镜和纸的距离，纸上不能得到最小、最亮的光斑。②与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。【结论】凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。3.理解凸透镜对光的会聚作用【提问并演示】入射到凸透镜的光如果不是平行光，还能会聚吗？让不平行于透镜主轴的几束光射向凸透镜，观察光的传播方向。引导学生通过作图的方法理解会聚、发散的含义。【现象与分析】如果不是平行光，经凸透镜折射后的光线相对于入射光线靠拢了一些，最终的光线可能交于一点、也可能不交于一点。凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，相对于入射光线，折射光线更靠拢主轴。【结论】凸透镜对光有会聚作用，经凸透镜折射出的光线相对于入射光线，更靠近主光轴；4.理解凹透镜对光的发散作用【提问并演示】入射到凹透镜的光如果不是平行光，还能发散吗？让不平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光的传播方向。【现象与分析】如果不是平行光，经凹透镜折射后的光线相对于入射光线发散了一些，最终折射光线的反向延长线可能交于一点、也可能不交于一点（如图所示）。凹透镜对光线的发散作用是指把入射光线发散了，相对于入射光线，其折射光线更远离主光轴。【结论】凹透镜对光有发散作用，经凹透镜折射出的光线相对于入射光线，更远离主光轴。【播放视频】——《透镜对光的作用》【例题2】关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（C）A．几束光经过凸透镜后一定会聚到一点B．几束光经过凸透镜后，一定会平行射出C．凹透镜对光有发散作用D．几束光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交【解析】AB．凸透镜对光线的会聚作用，这种会聚是相对于原来的光线，所以光经过凸透镜后不一定会聚到一点，也不一定会平行射出，故AB错误；C．凹透镜对光有发散作用，故C正确；D．光经过凹透镜，折射光线的反向延长线不一定会相交。故D错误。所以选C。【例题3】在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图成立。其中放入凹透镜的是（D）A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙【解析】甲图中，平行光经过透镜后光线变会聚了，则虚框中放入的透镜能会聚光，是凸透镜；乙中光线平行光经过透镜后变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丙中光线，会聚的光线经过透镜后光线比之前变发散了，则虚框中放入的透镜能将光发散，是凹透镜；丁图中，会聚的光线经过透镜后变成平行光，则虚框中放入的透镜能会聚光，则虚框中放入的是凸透镜；综上所述，放入凹透镜的是乙和丙，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。做实验，观察现象，归纳结论。知道凸透镜对光的会聚作用。做实验，观察现象，归纳结论。知道凹透镜对光的会聚作用。观看视频，加深理解。学习新课三、焦点和焦距1.凸透镜的焦点和焦距通过上面的实验，归纳出焦点和焦距的概念。（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。（2）焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。【提问】凸透镜有几个焦点呢？同学们设想一下，如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面，它是否也能会聚于一点呢？【讲解】（3）凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称。（4）凸透镜焦距的意义透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越短，对光的会聚作用越强。（5）讲解并播放视频——《削冰取火》（6）利用阳光测量凸透镜的焦距【过渡】我们知道太阳光线是向四周射出的发散光线，但由于太阳距离地球十分遥远，所以可认为太阳射到地球的光线可以看成是平行光。【学生实验】太阳光聚焦法：把凸透镜正对太阳光，上下移动透镜，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距。【播放视频】——《用阳光测量凸透镜的焦距》测量凸透镜的焦距凹透镜的焦点和焦距测量凸透镜的焦距凹透镜的焦点和焦距2.凹透镜的焦点和焦距【讲解】凹透镜的焦点和焦距（2）焦距：凹透镜的焦点到光心的距离叫焦距，用f表示。凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强。【播放视频】——《透镜的焦点和焦距》【例题4】将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，如图所示，这时光斑到凸透镜的距离为8cm。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（A）A．一定小于8cm B．一定等于8cmC．一定大于8cm D．可能小于8cm，也可能大于8cm【解析】纸上呈现一个并非最小的光斑，该光斑不是凸透镜的焦点；这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f不等于8cm；由题知，凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，由平行光经凸透镜后的成像规律得，凸透镜的焦点在光斑之前，因此f一定小于8cm。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。回忆实验现象，得出凸透镜焦点、焦距的概念.知道凸透镜焦距大小不同的意义。观看视频，提高兴趣.进行实验，观看视频；正确测出凸透镜的焦距。回忆实验现象，得出凹透镜焦点、焦距的概念。知道凹透镜焦距大小的意义。观看视频，加深对焦点和焦距的理解。做例题4，是否掌握测量透镜焦距的方法。学习新课四、透镜的三条特殊光线1.凸透镜的三条特殊光线【进行实验】让一束光沿任意方向通过光心，观察现象。【推理】根据光路的可逆，经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后会沿什么方向？【归纳】根据实验现象及光路的可逆，可得出结论：（1）通过光心的光线传播方向不改变。（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。凸透镜的三条特殊光线凸透镜的三条特殊光线凹透镜的三条特殊光线2.凹透镜的三条特殊光线【进行实验】让一束光沿任意方向通过光心，观察现象。【推理】根据光路的可逆，射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后会沿什么方向？【归纳】根据实验现象及光路的可逆，可得出结论：（1）通过光心的光线传播方向不改变。（2）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。（3）射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。【播放视频】——《凸透镜、凹透镜的三条特殊光线》【例题5】完成下列光路图。【答案】见下图。【解析】指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴；过光心的光线传播方向不变，如图所示。过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；过光心的光线传播方向不变，如图所示。观察实验现象，进行推理，通过用三条特殊光线可以描述凸透镜成像的规律.观察实验现象，进行推理，通过用三条特殊光线可以描述凹透镜成像的规律观看视频。做例题5，是否掌握透镜的特殊光线。课堂练习课堂练习1．如图是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是（）A．① B．②C．③ D．①②③④【答案】C。【解析】由图可知，①②④中经透镜折射后的光线与射向透镜的光线相比，远离主光轴，说明透镜对光线具有发散作用，所以是凹透镜；③图中的光线经透镜折射后，与透镜前的光线相比，与主光轴的分离程度小，说明透镜对光线具有会聚作用，所以是凸透镜。故ABD不符合题意，C符合题意。所以选C。2．如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凹透镜的是（）A．只有d B．只有b和d C．只有c D．只有a、b、d【答案】D。【解析】凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用。因此从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c是凸透镜，且入射光线是从某点发出的，折射光线变得会聚了。所以选D。3.如图3所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，该光斑所处位置就是透镜的_____，该光斑到透镜中心的距离叫_____，经过______的光不改变方向。【答案】焦点，焦距，光心.【解析】太阳光在白纸上最小最亮的光斑，就是透镜的焦点，该光斑到透镜中心的距离叫焦距。经过光心的光不改变方向。图3图4图3图44.如图4所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较_____（选填“亮”或“暗”），这是因为气泡与周围水组成______透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被_______（选填“会聚”或“发散”）。【答案】暗，凹，发散.【解析】由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作用，故在气泡的下面对应的位置较暗。5．在框内填上适当的透镜。【答案】见下图。【解析】左图平行光线被发散，所以是凹透镜。如图所示.右图中，要相交的光线平行，不再相交，光线被发散了，是凹透镜。如图所示.6.光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整。【答案】右图。【解析】图中透镜是凸透镜，凸透镜有三条特殊光线：过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；穿过光心的光线传播方向不变；与主光轴平行的光线折射后穿过凸透镜的焦点，光路图如图所示.7.根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。【答案】右图.【解析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；延长线过焦点的光线经凹透镜折射后会平行于主