初中物理人教版八年级上册第1节 透镜教学设计

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学科

物理

时间

课题

第五章 透镜及其应用  第1节 透镜

教

学

目

标

知识与技能

1．能识别凸透镜、凹透镜。[来源:Z*xx*k.Com]

2．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。

3．知道什么是透镜的焦点和焦距。

过程与方法

1.通过观察凸透镜和凹透镜的实物，得出两种透镜形状的不同特点；

2. 通过自主实验探究凸透镜和凹透镜对光线的作用，学习用太阳光测凸透镜的焦距的方法，体会凸透镜对光的会聚作用。

情感态度与价值观

1．培养学习物理的兴趣和发现探索问题的良好习惯。

2．培养学生实事求是的科学态度。

3．使学生保持对自然的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。

教学重点

1.凸透镜和凹透镜对光线的作用；

2.测量凸透镜的焦距的方法。

教学难点

1.理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。

2．凸透镜和凹透镜的三条特殊光线作图。

教具准备

凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套、老花眼镜、近视眼镜

教学方法

观察法、讨论法、探究实验法、讲练法、归纳法

导

入

新

课

人们常说“水火不相容”，用冰取火，似乎不可思议，但这绝非讹传。据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”用现代的话来说，就是把冰块制成中间厚、周边薄的圆饼，正对着太阳，把易燃的艾草放在太阳光的会聚点上，便能将其点燃。怎样可以做到呢？

 今天我们就一起学习、了解“透镜”.

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新课学习

一、凸透镜和凹透镜

生活中的眼镜、门镜、照相机、投影仪、显微镜等光学仪器，主要部件都是透镜。透镜由透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。

1.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。

。

识别下列透镜，并归类：

A        B            C        D        E         F

属于凸透镜的是：A、C、D；      属于凹透镜的是：B、E、F

2.透镜的主光轴和光心

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：通过两个球面球心的直线。

（2）光心：光心是主光轴上的一点，通过这点的光线穿过透镜时不改变方向。

                   凸透镜

   凹透镜

二、透镜对光的作用：

实验：分别将一凸透镜和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，调整凸透镜与纸的距离，观察有什么变化？

（1）凸透镜：

现象：会使光会聚，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。

结论：凸透镜对光有会聚作用

（2）凹透镜：无论怎样调节凹透镜和纸的距离，纸上始终找不到发亮的光斑。说明凹透镜对光没有会聚作用。

探究透镜对光的作用：

1、提出问题：透镜对光的作用相同吗？有怎样的作用？

2、猜想：根据你的生活经验，或者你做的小实验，你可以初步判断透镜对光的作用。

3、设计实验，进行实验探究。

利用激光笔显示平行于主光轴的光线通过透镜的情况

4.实验步骤：(1)让平行于透镜主轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。

(2)让平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。

凸透镜使光会聚                          凹透镜使光发散

实验表明：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

凸透镜又叫会聚透镜；凹透镜又叫发散透镜。

3.如果不是平行光入射到凸透镜或凹透镜还会会聚或发散吗？

（1）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．（如图甲所示）

图甲                                图乙

（2）不是平行光，经凹透镜折射后的光束相对于入射光发散了一些．最终的光线可能交于一点、也可能不交于一点．（如图乙所示）

4.对会聚作用 和发散作用的理解：

（1）凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，其折射光线不一定是会聚的；

（2）凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。透镜对光线的发散作用是指把入射光线发散了，其折射光线不一定是发散的。

三、焦点和焦距

1.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(focas)，用“F”字母表示；焦点到光心的距离叫做焦距(focal length)，用“f”字母表示。

由于这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以我们叫它实焦点。

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？

（1）焦点：平行于主轴的光会聚于在主轴的一点。凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；

（2）焦距：焦点到光心的距离。

焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。

2.凹透镜使平行于主光轴的光线发散，它没有实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点。

平行于凹透镜主光轴入射的光线，折射光线的反向延长线通过焦点。

（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的焦点（F）。它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点(F)。

透镜有两个虚焦点，关于光心对称。

（2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫做焦距( f )，两边的焦距相等。

凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。

 想想做做：我们知道太阳光线也是向四周射出的发散光线，但由于太阳距离地球十分遥远，所以太阳射到地球的光线可以看成是平行光。给你一块凸透镜、一张白纸、一把刻度尺怎样测出凸透镜的焦距？

利用太阳光，粗测凸透镜的焦距。拿一个凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变的最小最亮，测量这个最小最亮的光斑到透镜光心的距离，这就是焦距。

清代科学家郑复光实验证实冰透镜可取火。

四、凸透镜和凹透镜的三条特殊光线：

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，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. 经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。

射向凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。

课堂小结

课堂练习

1.（2020  株洲市）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃。这是因为这瓶水（　　）

A. 相当于一个凸透镜，会聚光线 B. 相当于一个凸透镜，发散光线

C. 相当于一个凹透镜，会聚光线 D. 相当于一个凹透镜，发散光线

【答案】A

【解析】矿泉水瓶都是圆柱形，两边薄、中间厚，能起到凸透镜的放大作用，有会聚光线的作用；故如果把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃；故A符合题意。

2.（2020 江苏淮安市） 将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面，在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示，此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个（　　）

A. 凸透镜 B. 凹透镜 C. 凸面镜 D. 凹面镜

【答案】A

【解析】玻璃杯中有水的这一部分中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜。黑白卡片是左右颠倒的，成倒立、放大的实像。故选A。

3.（2020 大连市）下列光现象中，由光的反射形成的是（   ）

A. 旗杆在阳光下的影子 B. 水面上倒映着蓝天白云

C. 三棱镜将白光分解为七色光 D. 放大镜将太阳光会聚于一点

【答案】B

【解析】A．旗杆在阳光下的影子是由于光的直线传播形成的，故A不符合题意；

B．水面上倒映着蓝天白云是平面镜成像的现象，由于光的反射形成的，故B符合题意；

C．三棱镜将白光分解为七色光是光的色散现象，由于光的折射形成的，故C不符合题意；

D．放大镜将太阳光会聚于一点是光的折射现象，故D不符合题意。故选B。

4.（2020 湖南湘西土家族苗族自治州）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，并将纸烤焦。由此可知，放大镜是　   　透镜。

【答案】凸

【解答】解：正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，这表明放大镜对光线具有会聚作用，所以放大镜为凸透镜。

5.（2020 黑龙江齐齐哈尔）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于　   　（选填“凸”或“凹”）透镜，面部经摄像头成倒立、　   　（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。

【答案】凸；缩小。

【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。

6.（2020年广东省）请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。

【答案】

【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；答案如图所示：

。

7.（2020年广西河池市） 请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。

【答案】

【解析】经过凸透镜光心的入射光线经凸透镜折射后传播方向不改变，经过焦点的入射光线经凸透镜折射后折射光线与主光轴平行，如下图所示：

8.（2020 抚顺葫芦岛）如图所示，点发出的一条光线经平面镜反射后，再经凸透镜折射，折射光线平行于主光轴射出。请画出：S点发出的入射光线；

【答案】

【解析】通过平面镜作出S的对称点S′，即为光源S的像位置，连接S′与凸透镜的入射点，即反射光线，反射光线与主光轴的交点即凸透镜的焦点F。

板

书

设

计

第1节 透镜

一、凸透镜和凹透镜

1．凸透镜：中间厚、边缘薄的叫凸透镜

2．凹透镜：中间薄，边缘厚的叫凹透镜

3．薄透镜：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分，如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫做薄透镜。

二、透镜对光的作用

1．凸透镜对光线有会聚作用。

2．凹透镜对光线有发散作用。

三、透镜的几个概念：

1．主光轴——通过两个球面球心的直线叫做透镜的主光轴。

2．光心(O)——主光轴上特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心。

3．焦点(F)——平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这个点叫焦点。

4．焦距(f)——焦点到光心的距离叫焦距。

布

置

作

业

【必做题】　

教材第93 页动手动脑学物理的1、3、4题.。

【选做题】　

教材第93动手动脑学物理的2题.

课

后

反

思

透镜在生产和生活中有着广泛的应用，以学生的生活经验为基础的，让学生区分近视眼镜和老花镜，亲自观察凸透镜与凹透镜的结构，然后鉴别出桌上的凸透镜和凹透镜，从而认识凸透镜和凹透镜。通过实验探究透镜对光的作用，以实验为主线，通过探究性实验，学生间的讨论、设计、动手及合作的观察，帮助学生理解会聚和发散的作用。画透镜光路图是常考的一个知识点，也是学生很难掌握的内容，所以课中进行练习、归纳，掌握透镜的三条特殊光线。