第五节 科学探究：凸透镜成像第1课时 透镜【教学目标】一、知识与技能1.能识别凸透镜和凹透镜.2.认识凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.3.知道什么是凸透镜的焦点和焦距.二、过程与方法1.通过观察凸透镜和凹透镜的实物及挂图，得出两种透镜的不同结构特征，培养学生通过观察抓住事物本质特征的能力.2.通过实验培养学生研究、探索新问题的能力.三、情感、态度和价值观1.通过研究透镜的作用及特殊光线的作图，对学生进行色彩美和线条美的教育.2.通过教师、学生双边教学活动，鼓励学生提出质疑，养成学生主动思考、善于思考的习惯.在学生的探究过程中培养学生科学的研究方法和动手操作能力.【教学重点】凸透镜的会聚作用；凸透镜的焦点、焦距.【教学难点】通过实验找出透镜的焦点、焦距，掌握透镜中特殊光线的作图.【教具准备】透镜一组、光具座、光源、老花眼镜、近视眼镜、饮料瓶（无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部）、香、火柴、激光演示器、手电筒、多媒体课件.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.【新课引入】师 同学们，在生活中你用过或见过哪些镜子?学生甲：穿衣镜、汽车后视镜、交通镜、哈哈镜.学生乙：老花眼镜、近视眼镜、平光镜、放大镜、三棱镜、太阳镜.师 请同学们对你们见过的这些镜子进行分类，并指出分类的根据.学生甲：根据镜面的形状来分，镜面是平的有：穿衣镜、三棱镜，平光镜；镜面是弯曲的有：哈哈镜、老花眼镜、近视眼镜、放大镜、交通镜、汽车后视镜.学生乙：根据能反射光和能透光来分，能反射光的有：穿衣镜、凸面镜、凹面镜，能透光的有：老花眼镜、近视眼睛、平光镜、三棱镜、放大镜.师 这节课我们就来研究生活中能让光透过的这一类镜即透镜.板书：第五节科学探究：凸透镜成像(一)透镜【进行新课】知识点1 识别凸透镜教师出示一组透镜，引导学生认真观察它们的结构（不可用手摸），然后说说它们有什么不同，可以如何进行分类.学生观察、比较、讨论后，积极发言.学生1：透镜都是透明的，它们的表面是球面的一部分.学生2：透镜可以分成两类，一类是两面往外凸，也就是中间厚，边缘薄.另一类是两面往里凹，也就是中间薄，边缘厚.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.教师总结：（1）透镜是一种折射镜，是用玻璃、石英等透明物质磨制而成的，它的表面是球面的一部分.光通过透镜经两次折射后改变光路，透镜遵守光的折射规律.（2）透镜都具有一定的厚度，其厚度直接影响对光的作用，透镜可以分成两类：凸透镜和凹透镜.板书：中间厚、边缘薄的叫凸透镜；中间薄、边缘厚的叫凹透镜.教师展示一个老花眼镜和近视眼镜，请几名同学上讲台通过观察和触摸的方式，对它们进行分类.学生1：我发现近视眼镜中间薄、边缘厚，它应该是凹透镜.学生2：我发现老花眼镜中间厚，边缘薄，它应该是凸透镜.教师鼓励学生的回答，并引导学生给例题1中的透镜进行分类，加深学生的理解.例题1（多媒体展示）如图所示的六块透镜中，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 （用字母表示）.解析：中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，这样的透镜有B、E、F三块；中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜，这样的透镜有A、C、D三块.答案：B、E、F；A、C、D【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点2 凸透镜对光线的作用师 同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察有什么变化？学生：有亮点产生.师 请同学们说说这个亮点是怎么形成的？学生1：“亮点”很亮说明它进入我们眼睛中的太阳光较多.学生2：亮点的形成是因为太阳光通过凸透镜都会聚到亮点上了.师 同学们分析得很对.现在，让我们调整凸透镜到纸的距离，使纸上的光斑变得最小、最亮.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离，记录下来.换另一个凸透镜，重做上面的实验.再换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？学生1：说明了凸透镜能使太阳光会聚成亮点.学生2：用凹透镜无论如何移动，都得不到很小、很亮的光斑，因此凹透镜不能使太阳光会聚.师 同学们回答得非常好，这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用.但是由于我们观察不到光的传播路径，所以为了对这个问题作进一步的研究，我们来设计几个实验.（教师引导学生分组进行实验1、2、3）实验1：把凸透镜放在光具座上，让光源正对照过去，移动光屏，有亮点.再换凹透镜重做上面的实验，无论怎么移动光屏都没亮点.实验2：将无色透明饮料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置点燃的香头，在上面要放凸透镜或凹透镜，这就形成一个“烟室”，用手电筒对准透镜照射，适当调节手电筒和透镜的距离，观察透镜对光的作用，看到通过凸透镜的光相互靠拢，通过凹透镜的光相互远离.实验3：用激光演示器将平行光分别射向凸透镜和凹透镜，观察到经过凸透镜的光相互靠拢，经过凹透镜的光相互远离.教师引导学生通过实验分析，得出结论.板书：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点3 凸透镜的焦点和焦距（1）透镜的主光轴和光心教师用多媒体播放透镜的结构图（如下图），引导学生观察透镜的主光轴和光心.师 研究透镜时常用到两个科学术语：主光轴和光心.如图所示，通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴.主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心.可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心.师 通过凸透镜光心的光线沿直线传播.板书：（1）主光轴：通过两个球面球心的直线叫做主光轴.（2）光心：主光轴上经过透镜中心的点叫做透镜的光心.（2）焦点和焦距师 下面我们再进一步学习关于透镜的两个重要科学术语：焦点和焦距.它们决定了透镜对光的折射能力.教师用多媒体播放课件“透镜的焦点和焦距”，并讲解.透镜的焦点和焦距（多媒体课件）例题2 在利用光具座进行凸透镜成像的实验中，如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑.该凸透镜的焦距是 cm.解析：一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦点.由图可知，焦距为11.0cm.答案：11.0教师用多媒体展示课件“凸透镜与凹透镜的比较”，并讲解.（3）透镜中的三条特殊光路师 在透镜中有三条特殊的光线分别是：平行于主光轴的光线；通过焦点（或反向延长线通过焦点）的光线；通过光心的光线.这三条光线通过透镜后的折射情况是怎样的呢？下面我们就一起来探究它们.教师用多媒体播放课件“透镜中的三条特殊光路”，并讲解.（教师指导学生利用光的折射规律来理解透镜中的三条特殊光路：垂直入射介质表面的光线方向不变；在光的折射现象中光路是可逆的）例题3 如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线.其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）.解析：从S点发出的光线，平行与主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴.答案：例题4 在如图所示的方框中各有一个透镜，图中画出了光线通过透镜前后的传播方向.请在方框中填入适当的透镜.解析：判断折射光线相对于入射光线是会聚了还是发散了，可以采用延长入射光线的方法，如图甲所示，比较折射光线与入射光线的延长线，发现折射光线更靠近主光轴，说明此折射光线相对于入射光线是会聚了，该透镜为凸透镜.如图乙所示，折射光线与主光轴交点相对于入射光线的延长线与主光轴的交点离透镜的光心更远了，此折射光线相对于入射光线是发散了，该透镜为凹透镜.答案：【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.【课堂小结】这节课我们学习的重点是探究凸透镜、凹透镜对光线的作用，及凸透镜、凹透镜的焦点和焦距.难点是根据透镜对光线的作用特点来完成光路图.学习时应做好实验，认真观察现象，并注意运用已学过的光路可逆性原理来完成有关的光路图.【课后作业】完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.1.在教学过程中首先要注意引导学生观察身边的现象，从生活走向物理并由这些现象激发学生学习物理的兴趣，然后通过学生讨论、分组探究，寻找物理规律，再将所学的知识应用于生活当中，从物理走向生活.2.让学生经历探究学习的过程，在注重科学探究的基础环节上，渗透物理学科的基本研究手段，引导学生准确表达自己的观点，加强合作探究.在合作中，相互取长补短，不断改进自己的方案，使学生在各自学习层面上取得进步.3.落实新的学生评价机制，不仅注重结论的得出，还要兼顾过程的评价，鼓励学生积极参与探究过程，激发学生活跃的思维，保持学生对学习、对科学的兴趣