4.2 透镜 （教学设计）-2023-2024学年苏科版物理八年级上册

苏科版八年级上册 第四章 §4.2 透镜 【素养目标】 物理观念：通过“解剖望远镜”的活动，了解两种透镜的形状特点；通过“初识透镜”的学生活动，了解两种透镜近物成像不同并初步了解凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用；通过“再探透镜”的活动，进一步认识两种透镜对光的不同作用，并能在实验中探究发现三种特殊光路。 科学思维：利用黏土和小棒模拟观察到的光学现象，从构建透镜的立体模型过渡到平面模型，培养学生构建模型来解决物理问题的能力，渗透科学研究方法，培养学生科学思维。 科学探究：学生在参与各个活动的过程中，发现问题、观察现象、能概括总结的出两种透镜的特点，归纳总结透镜对光的作用。 科学态度与责任：经历发现过演示凸透镜光心的光线也发生了偏折的过程，培养学生实事求是的科学态度和勇于探索求真的宝贵品质。 【学习重点与难点】 重点：两种透镜对光的不同作用 难点：理解凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用 【教学准备】 教师演示实验器材：自制光学演示烟箱、强光手电筒、凸透镜、凹透镜、激光束发射器、透镜模型等。 学生分组实验器材：圆柱形瓶子、方柱形瓶子、简易望远镜、眼镜布、手电筒、老花眼镜、激光器、凸透镜、凹透镜等。 【教学过程】 一、情境引入 分别通过圆柱形水杯和方柱形水杯观察卡片上的图案，可以观察到什么现象？（通过圆柱形水杯观察到箭头朝向发生改变，通过方柱形水杯观察到箭头朝向没有改变）为什么会有不同的现象？（水杯的形状不同） 可见，表面不平整的透光体可能对光有一定的作用，我们把这样的透光体叫做透镜。今天我们就一起来学习透镜。 1、 生活中的透镜 生活中，透镜大多是玻璃做的，同学们知道生活中有哪些透镜吗？ （学生举例） 图片展示：眼镜、放大镜、照相机镜头、投影仪镜头、望远镜…… 2、 活动1：“解剖望远镜” 我们观察单筒望远镜，它有两个透镜，我们把靠近眼睛的叫做目镜，靠近被观察物体的叫做物镜，这两个透镜一样吗？有什么区别呢？让我们把它们拆出来，一探究竟。 学生发现形状不同：中央厚、边缘薄的是凸透镜 中央薄、边缘厚的是凹透镜 3、 活动2：初识凸透镜和凹透镜 （1）分别通过凸透镜和凹透镜观察近处书本上的字，有何发现？ 通过凸透镜观察到书本上字的像是放大的，通过凹透镜观察到书本上字的像是缩小的。 （2） 凸透镜和凹透镜对光有什么作用呢？ 先用手电筒直接照射桌面，桌面上出现一个圆形光斑，再用手电筒分别通过凸透镜和凹透镜照射到桌面上，观察光斑的大小发生什么变化。 现象：通过凸透镜，光斑变小了；通过凹透镜，光斑变大了。 由此，我们猜想凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 教师演示：利用烟箱显示手电筒光路，分别放入凸透镜和凹透镜，观察到凸透镜把光会聚，凹透镜把光发散。证明同学们的猜想是正确的。 4、 活动3：辨别凸透镜和凹透镜 请同学们用所学知识辨别老花眼镜和同学的近视眼镜分别是什么透镜？说说你们的方法是什么？（学生动手实验并交流） 方法一：“摸一摸”根据透镜的形状特点 方法二：“看一看”根据透镜近物成像的情况 方法三：“照一照”根据透镜对光作用的不同 5、 活动4：再探透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发射作用，这其中又有什么规律呢？我们利用激光束进一步探究。 打开激光发射器，可以观察到四束激光照射到凸透镜上会聚到一起，展示黏土做的凸透镜模型，用花棒模拟入射光束和折射光束，摆放在透镜模型上。观察模型可以发现，经过透镜每条直径上的光线折射情况都相同，我们沿任意过透镜直径的方向切下中间一块透镜，进行研究，从立体模型过渡到平面模型。 （1）打开激光器的一束光，尝试从不同方向分别照射凸透镜和凹透镜，你有什么发现？ （激光照射到透镜中心，传播方向不变；照射到其他部位，发生偏折。） 介绍光心和主光轴 光心：透镜的中心，用O表示。 主光轴：通过透镜光心且垂直于透镜表面的直线，MN。 （学生在纸上做出透镜的光心和主光轴） 第一种特殊光路：通过透镜光心的光线传播方向不变。 （2）打开激光器的三束光，调节使其平行，尝试从不同方向照射凸透镜，你观察到什么特殊情况？（平行于主光轴的时候，折射光可以会聚到一点） （3）让激光器的三束光平行于透镜的主光轴照射（中间一束光与主光轴重合），观察其通过透镜后的光路变化，并将其光路在纸上画出来。 （4）展示学生画的光路图并介绍焦点和焦距 焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫做焦点，用F表示。（凸透镜左右各有一个焦点） 焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。 （5）练习作图（另外两条特殊光线） 平行于主光轴的入射光线，折射光线通过焦点； 由焦点发出的入射光线，折射光线会怎样偏折？（平行于主光轴） 你们判断的依据是什么？（光路可逆） 用不同颜色的激光笔演示，证明同学们的判断是正确的。 （6）结合凹透镜的光路图，反向延长折射光线，交于一点，称为虚焦点，左右各有一个虚焦点。 （7）练习作图（另外两条特殊光线） 平行于主光轴的入射光线，折射光线的反向延长线通过虚焦点； 入射光线的延长线通过虚焦点，折射光线于主光轴平行。 6、 活动5：再辨透镜 自制教具实物展示:打开激光器，观察到折射光束发散/会聚，判断盒子里是凸透镜还是凹透镜。 总结：会聚和发散都是相对于原来的传播方向相比。 会聚：折射光线偏向主光轴 发散：折射光线偏离主光轴 7、 实践作业 利用太阳光或者平行光源估测放大镜的焦距 8、 板书设计 §4.2 透镜 凸透镜 凹透镜 形状特点 中央厚、边缘薄 中央薄、边缘厚 近物成像 放大 缩小 对光作用 会聚 发散 学科网（北京）股份有限公司 $$