人教版八年级物理5.1 透镜 教学设计（表格式）

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物理观念. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。 2科学探究. 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科学态度与责任. 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。
学情 分析 学生在上一章已经对光的折射规律有了一定的了解，对于生活中很多光学仪器中用到的透镜的学习应该是水到渠成的一件事。另外学生在学习光的反射和平面镜成像特点时，已经对探究实验有所体验，所以学生对本节课的实验探究过程中小组合作交流的意识比较强。八年级学生正处于身体和心理发育、成长阶段，思维活跃，求知欲旺盛，对于实验有着强烈的好奇心，愿意动手操作并观察实验现象，虽然学生的实验探究的兴趣浓厚，但是逻辑分析能力不强，抽象能力较弱，教师应多让学生动手实验，通过分析实验现象，提高归纳知识的能力。
教学重点 凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
教学难点 1. 凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用。 2. 透镜的三条特殊光线。
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 用照相机拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞┈┈这些仪器共同的主要光学元件是什么 它们对光有什么作用呢 思考问题，进入情境。
学习新课 一、凸透镜和凹透镜 1. 透镜 照相机、投影仪、显微镜等光学仪器都是利用透镜工作的，眼镜中的镜片也是透镜。透镜通常可以分为凸透镜和凹透镜，如图所示。 【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： 远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜。 （2）凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜。 （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，这种透镜就叫作薄透镜。 2. 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作主光轴（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，这个点叫作透镜的光心。 【播放视频】——《透镜》 【例题1】透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的_______（选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘______的透镜是凸透镜，如图中的______（填字母）；中间比边缘______的透镜是凹透镜，如图中的______。（填字母） 【答案】折射；厚；B、C；薄；A、D。 【解析】透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，B、C中间厚边缘薄是凸透镜；A、D中间薄边缘厚是凹透镜。 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，加深理解透镜的有关知识。 做例题，会识别透镜。
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。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 【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。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 【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。 通过作图的方法理解凸透镜对光的会聚、凹透镜对光的发散的含义. 观看视频，加深理解。 做例题2与3，加深理解透镜对光的作用，知道并能区别两种透镜对光的作用不同。
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，这个点叫作焦点，用F表示。 （2）焦距：焦点到光心的距离叫作焦距，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）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。 【提问】给你一块凸透镜、一张白纸、一把刻度尺能否测出凸透镜的焦距？ 【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》 2. 凹透镜的焦点和焦距 【讲解】凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凹透镜使平行于主光轴的光发散，但发散的光线反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的焦点。凹透镜有两个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：凹透镜的焦点到光心的距离叫作焦距，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》 3. 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 凹透镜的三条特殊光线 4. 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4】早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。 【答案】见下图。 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示。 【例题5】完成图中光路图。 【答案】见右图。 【详解】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；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；如图所示。 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。 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不同的意义。 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4，会根据凸透镜的特殊光线作图。 做例题5，会根据凹透镜的特殊光线作图。
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．② C．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。 4. 公元前2世纪，西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，其描述的现象如图所示，下列说法错误的是（ ） A．“削冰令圆”指的是把冰削成凹透镜 B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光 C．“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点 D．“则火生”是因为冰透镜能会聚光线 【答案】A. 【解析】A．古人将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜，故A错误，符合题意； B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光，让太阳光平行于凸透镜的主光轴照到凸透镜上，故B正确，不符合题意； C．凸透镜能将平行光会聚在焦点处，所以“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点，故C正确，不符合题意； D．“则火生”是因冰透镜是凸透镜，能会聚光线，从而将太阳光的能量集中，产生高温，引燃艾草，D正确，不符题意。 故选A。 5. 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. 6. 物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答：______（选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，_______ ； （2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与______的关系”。 【答案】A、C；凸透镜的焦距越短、会聚能力越强；材料。 【解析】（1）要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，A、C两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同，应选A、C两凸透镜进行实验。 由图甲、乙知道，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短、会聚能力越强。 （2）由图知道，A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，材料不同，因此可以用它们探究凸透镜的焦距大小与透镜材料的关系。
板 书 设 计 第1节 透镜 一、凸透镜和凹透镜 1．凸透镜：远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜. 2．凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜. 3．薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。 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、描述透镜的几个概念 1．主光轴：通过两个球面球心的直线。 2．光心O：主光轴上特殊的点，通过它的光传播方向不变。 3．焦点F：平行于主光轴的光通过凸透镜后会聚于主光轴上的点。 4．焦距f：焦点到光心的距离。
课 堂 小 结 第1节 透镜