5.1 透鏡（教學(xué)設(shè)計）-【上好課】八年級物理上冊同步備課系列（人教版）

5.1透鏡（教學(xué)設(shè)計）年級八年級授課時間課題5.1透鏡教學(xué)目標(biāo)1.認識凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點和焦距。2.通過觀察，認識凸透鏡對光起會聚作用和凹透鏡對光起發(fā)散作用。3.能初步領(lǐng)略透鏡對光的神奇作用，激發(fā)求知欲。教材分析本節(jié)教學(xué)要從透鏡的外形和透鏡對光的作用兩方面來認識凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別，使學(xué)生學(xué)習(xí)觀察和研究的基本方法，并能意識到把握事物本質(zhì)的重要性。通過現(xiàn)象了解光路的可逆性，培養(yǎng)學(xué)生運用逆向思維解決簡單問題的能力。學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡的重點是要讓學(xué)生明確它們對光線的作用。要注意糾正學(xué)生認識上的誤區(qū)：只要通過透鏡折射后的光線是會聚的，這個透鏡就是凸透鏡；折射后的光線是發(fā)散的，這個透鏡就是凹透鏡。所謂凸透鏡使光線會聚，凹透鏡使光線發(fā)散，都是相對入射光線而言的。應(yīng)明確指出，凸透鏡對光線的會聚作用是指把入射光線會聚了，其折射光線比入射光線更靠攏主光軸。凹透鏡對光線的發(fā)散作用是指指把入射光線發(fā)散了，其折射光線比入射光線更遠離主光軸。教學(xué)器材不同形狀的凸透鏡和凹透鏡，演示用光學(xué)器件組一套，花眼鏡、近視眼鏡。多媒體ppt，包含視頻：《透鏡》、《凸透鏡、凹透鏡對光的作用》、《透鏡的焦點和焦距》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課【出示各種透鏡】在生活中，常看見一些用玻璃制作的與“鏡”有關(guān)的物品：近視鏡、老花鏡、放大鏡等，讓我們認識下?！居^看ppt圖片思考】這是照相機、投影機、電影機上的鏡頭，它們有什么異同點嗎？【歸納引入】它們有一個共同的特點：都是玻璃制作的，且能透光，在物理上叫做透鏡。不同的透鏡對光的作用是不同的。這節(jié)課我們來探究透鏡對光的作用?！?.1透鏡》。觀看透鏡或圖片，思考問題，進入情景。學(xué)習(xí)新課一、凸透鏡和凹透鏡1.透鏡2.透鏡的種類【試一試】學(xué)生用手摸一摸近視鏡、放大鏡，比較它們的區(qū)別?！練w納】透鏡的種類：透鏡分為凸透鏡和凹透鏡（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。如遠視鏡片、照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等；（2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。如近視鏡片?！緦W(xué)生識別】識別下列透鏡，并歸類：屬于凸透鏡的是：A、B、D；屬于凹透鏡的是：C、E、F.（3）薄透鏡：若透鏡的厚度遠小于球面的半徑，這種透鏡叫薄透鏡。3.透鏡的主光軸和光心【講解】透鏡可以看作是兩個球面形成的，兩個球面相交的公共部分是凸透鏡，兩個球面相離的中間部分是凹透鏡。（1）主光軸：透鏡上通過兩個球面球心的直線叫主光軸（光軸）。（2）光心：主光軸上有一個特殊的點，通過這個點的光傳播方向不變，這個點叫做透鏡的光心?！静シ乓曨l】——《透鏡》【例題1】下列透鏡不屬于凸透鏡的是（B）【解析】中央厚邊緣薄的透鏡為凸透鏡，中央薄邊緣厚的透鏡為凹透鏡。由圖知，選項ACD中的透鏡都是中央厚邊緣薄，屬于凸透鏡；選項B中的透鏡中央薄邊緣厚，為凹透鏡。B符合題意，所以選B。用手摸一摸不同的透鏡，回答它們的區(qū)別，知道凸透鏡和凹透鏡.理解透鏡的主光軸和光心概念.觀看視頻，進一步加深理解透鏡的有關(guān)知識。做例題，會識別透鏡，進行解析。學(xué)習(xí)新課二、透鏡對光的作用1.凸透鏡對光有會聚作用【實驗】①將一凸透鏡正對著太陽光（或其他平行光），再把一張紙放在它的另一側(cè)，來回移動，調(diào)整凸透鏡與紙的距離，觀察有什么變化？②讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向?！粳F(xiàn)象】①凸透鏡會使太陽光會聚，在紙上出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑。光斑處的溫度很高，長時間照射，紙會被燒焦。②與主光軸平行的光經(jīng)凸透鏡后會聚于一點。【結(jié)論】凸透鏡對光有會聚作用（也叫會聚透鏡）。2.凹透鏡對光有發(fā)散作用【實驗】①拿一個凹透鏡正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來回移動，仿照上圖做實驗。②讓平行于主光軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。【現(xiàn)象】①無論怎樣調(diào)節(jié)凹透鏡和紙的距離，紙上不能得到最小、最亮的光斑。②與主光軸平行的光經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散?！窘Y(jié)論】凹透鏡對光有發(fā)散作用（也叫發(fā)散透鏡）。3.理解凸透鏡對光的會聚作用【提問并演示】入射到凸透鏡的光如果不是平行光，還能會聚嗎？讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光的傳播方向。引導(dǎo)學(xué)生通過作圖的方法理解會聚、發(fā)散的含義?！粳F(xiàn)象與分析】如果不是平行光，經(jīng)凸透鏡折射后的光線相對于入射光線靠攏了一些，最終的光線可能交于一點、也可能不交于一點。凸透鏡對光線的會聚作用是指把入射光線會聚了，相對于入射光線，折射光線更靠攏主軸?！窘Y(jié)論】凸透鏡對光有會聚作用，經(jīng)凸透鏡折射出的光線相對于入射光線，更靠近主光軸；4.理解凹透鏡對光的發(fā)散作用【提問并演示】入射到凹透鏡的光如果不是平行光，還能發(fā)散嗎？讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光的傳播方向?！粳F(xiàn)象與分析】如果不是平行光，經(jīng)凹透鏡折射后的光線相對于入射光線發(fā)散了一些，最終折射光線的反向延長線可能交于一點、也可能不交于一點（如圖所示）。凹透鏡對光線的發(fā)散作用是指把入射光線發(fā)散了，相對于入射光線，其折射光線更遠離主光軸?！窘Y(jié)論】凹透鏡對光有發(fā)散作用，經(jīng)凹透鏡折射出的光線相對于入射光線，更遠離主光軸?！静シ乓曨l】——《透鏡對光的作用》【例題2】關(guān)于凸透鏡和凹透鏡，下列說法中正確的是（C）A．幾束光經(jīng)過凸透鏡后一定會聚到一點B．幾束光經(jīng)過凸透鏡后，一定會平行射出C．凹透鏡對光有發(fā)散作用D．幾束光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長線一定會相交【解析】AB．凸透鏡對光線的會聚作用，這種會聚是相對于原來的光線，所以光經(jīng)過凸透鏡后不一定會聚到一點，也不一定會平行射出，故AB錯誤；C．凹透鏡對光有發(fā)散作用，故C正確；D．光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長線不一定會相交。故D錯誤。所以選C?！纠}3】在下列虛框中放入適當(dāng)?shù)耐雇哥R或凹透鏡，光路圖成立。其中放入凹透鏡的是（D）A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙【解析】甲圖中，平行光經(jīng)過透鏡后光線變會聚了，則虛框中放入的透鏡能會聚光，是凸透鏡；乙中光線平行光經(jīng)過透鏡后變發(fā)散了，則虛框中放入的透鏡能將光發(fā)散，是凹透鏡；丙中光線，會聚的光線經(jīng)過透鏡后光線比之前變發(fā)散了，則虛框中放入的透鏡能將光發(fā)散，是凹透鏡；丁圖中，會聚的光線經(jīng)過透鏡后變成平行光，則虛框中放入的透鏡能會聚光，則虛框中放入的是凸透鏡；綜上所述，放入凹透鏡的是乙和丙，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。做實驗，觀察現(xiàn)象，歸納結(jié)論。知道凸透鏡對光的會聚作用。做實驗，觀察現(xiàn)象，歸納結(jié)論。知道凹透鏡對光的會聚作用。觀看視頻，加深理解。學(xué)習(xí)新課三、焦點和焦距1.凸透鏡的焦點和焦距通過上面的實驗，歸納出焦點和焦距的概念。（1）焦點：凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點，用F表示。（2）焦距：焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。【提問】凸透鏡有幾個焦點呢？同學(xué)們設(shè)想一下，如果讓一束跟主光軸平行的光線從凸透鏡的右面射向左面，它是否也能會聚于一點呢？【講解】（3）凸透鏡有兩個焦點，并且關(guān)于光心對稱。（4）凸透鏡焦距的意義透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，凸透鏡表面越凸，焦距越短，對光的會聚作用越強。（5）講解并播放視頻——《削冰取火》（6）利用陽光測量凸透鏡的焦距【過渡】我們知道太陽光線是向四周射出的發(fā)散光線，但由于太陽距離地球十分遙遠，所以可認為太陽射到地球的光線可以看成是平行光?！緦W(xué)生實驗】太陽光聚焦法：把凸透鏡正對太陽光，上下移動透鏡，能在紙上形成最小、最亮的光斑，這個光斑是凸透鏡的焦點，用刻度尺測量焦點到凸透鏡的距離是凸透鏡的焦距?！静シ乓曨l】——《用陽光測量凸透鏡的焦距》測量凸透鏡的焦距凹透鏡的焦點和焦距測量凸透鏡的焦距凹透鏡的焦點和焦距2.凹透鏡的焦點和焦距【講解】凹透鏡的焦點和焦距（2）焦距：凹透鏡的焦點到光心的距離叫焦距，用f表示。凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強弱，焦距越小，對光的發(fā)散能力越強?！静シ乓曨l】——《透鏡的焦點和焦距》【例題4】將凸透鏡正對太陽光，其下方的紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑，如圖所示，這時光斑到凸透鏡的距離為8cm。若凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大，則該凸透鏡的焦距（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】紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑，該光斑不是凸透鏡的焦點；這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f不等于8cm；由題知，凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大，由平行光經(jīng)凸透鏡后的成像規(guī)律得，凸透鏡的焦點在光斑之前，因此f一定小于8cm。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。回憶實驗現(xiàn)象，得出凸透鏡焦點、焦距的概念.知道凸透鏡焦距大小不同的意義。觀看視頻，提高興趣.進行實驗，觀看視頻；正確測出凸透鏡的焦距。回憶實驗現(xiàn)象，得出凹透鏡焦點、焦距的概念。知道凹透鏡焦距大小的意義。觀看視頻，加深對焦點和焦距的理解。做例題4，是否掌握測量透鏡焦距的方法。學(xué)習(xí)新課四、透鏡的三條特殊光線1.凸透鏡的三條特殊光線【進行實驗】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象?！就评怼扛鶕?jù)光路的可逆，經(jīng)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后會沿什么方向？【歸納】根據(jù)實驗現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：（1）通過光心的光線傳播方向不改變。（2）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點。（3）經(jīng)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸。凸透鏡的三條特殊光線凸透鏡的三條特殊光線凹透鏡的三條特殊光線2.凹透鏡的三條特殊光線【進行實驗】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象?！就评怼扛鶕?jù)光路的可逆，射向凹透鏡焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后會沿什么方向？【歸納】根據(jù)實驗現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：（1）通過光心的光線傳播方向不改變。（2）平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過虛焦點。（3）射向凹透鏡焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出?！静シ乓曨l】——《凸透鏡、凹透鏡的三條特殊光線》【例題5】完成下列光路圖?！敬鸢浮恳娤聢D?！窘馕觥恐赶蛄硪粋?cè)焦點的入射光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸；過光心的光線傳播方向不變，如圖所示。過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；過光心的光線傳播方向不變，如圖所示。觀察實驗現(xiàn)象，進行推理，通過用三條特殊光線可以描述凸透鏡成像的規(guī)律.觀察實驗現(xiàn)象，進行推理，通過用三條特殊光線可以描述凹透鏡成像的規(guī)律觀看視頻。做例題5，是否掌握透鏡的特殊光線。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1．如圖是光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中是凸透鏡的是（）A．① B．②C．③ D．①②③④【答案】C?！窘馕觥坑蓤D可知，①②④中經(jīng)透鏡折射后的光線與射向透鏡的光線相比，遠離主光軸，說明透鏡對光線具有發(fā)散作用，所以是凹透鏡；③圖中的光線經(jīng)透鏡折射后，與透鏡前的光線相比，與主光軸的分離程度小，說明透鏡對光線具有會聚作用，所以是凸透鏡。故ABD不符合題意，C符合題意。所以選C。2．如圖畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中是凹透鏡的是（）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】凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發(fā)散作用。因此從四個光線通過透鏡的情形可知，a、b、d的折射光線相對于入射光線是發(fā)散的，所以都是凹透鏡；只有c是凸透鏡，且入射光線是從某點發(fā)出的，折射光線變得會聚了。所以選D。3.如圖3所示，小明手持凸透鏡正對著太陽，下面放一張白紙，調(diào)節(jié)透鏡到白紙的距離，會在白紙上得到最小最亮的光斑，在該光斑處能將火柴點燃，該光斑所處位置就是透鏡的_____，該光斑到透鏡中心的距離叫_____，經(jīng)過______的光不改變方向。【答案】焦點，焦距，光心.【解析】太陽光在白紙上最小最亮的光斑，就是透鏡的焦點，該光斑到透鏡中心的距離叫焦距。經(jīng)過光心的光不改變方向。圖3圖4圖3圖44.如圖4所示，在注有清水的試管內(nèi)留有一稍大的空氣泡，使太陽光從試管的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對應(yīng)的位置較_____（選填“亮”或“暗”），這是因為氣泡與周圍水組成______透鏡，太陽光射向空氣泡和它下方的水后，出射光線會被_______（選填“會聚”或“發(fā)散”）?！敬鸢浮堪?，凹，發(fā)散.【解析】由于氣泡的存在，氣泡周邊的水形成中間薄邊緣厚的凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散的作用，故在氣泡的下面對應(yīng)的位置較暗。5．在框內(nèi)填上適當(dāng)?shù)耐哥R?！敬鸢浮恳娤聢D?！窘馕觥孔髨D平行光線被發(fā)散，所以是凹透鏡。如圖所示.右圖中，要相交的光線平行，不再相交，光線被發(fā)散了，是凹透鏡。如圖所示.6.光通過透鏡會發(fā)生折射，請將圖中的入射光線或折射光線補畫完整?！敬鸢浮坑覉D?！窘馕觥繄D中透鏡是凸透鏡，凸透鏡有三條特殊光線：過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸；穿過光心的光線傳播方向不變；與主光軸平行的光線折射后穿過凸透鏡的焦點，光路圖如圖所示.7.根據(jù)圖中給出的入射光線，畫出相應(yīng)的折射光線?！敬鸢浮坑覉D.【解析】平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點；延長線過焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后會平行于主