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1、第一節(jié) 透鏡
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.了解什么是凸透鏡,什么是凹透鏡。
2.了解透鏡的焦點(diǎn)、焦距。
3.了解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用。
二、過(guò)程與方法
1.探究凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用以及如何測(cè)定凸透鏡的焦距,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和協(xié)作能力。
2.通過(guò)觀察凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物,得出兩種透鏡的兩種不同構(gòu)造,培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察時(shí)抓住事物本質(zhì)特征,通過(guò)觀察能夠識(shí)別不同事物的不同特點(diǎn)的能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)使用和觀察凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用,讓學(xué)生能保持對(duì)自然界的好奇,初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象的美好與和諧。
2.通過(guò)研究透鏡的作用及特殊光線(xiàn)的作圖,對(duì)學(xué)生進(jìn)
2、行色彩美和線(xiàn)條美的教育。
教學(xué)重點(diǎn)
了解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用。
教學(xué)難點(diǎn)
如何設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生將凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用歸納出來(lái)。
教學(xué)方法
引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)法、討論合作式教學(xué)法、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、多媒體輔助教學(xué)法、建構(gòu)主義教學(xué)法。
教學(xué)器材
教師:多媒體、演示用光學(xué)器件組一套,老花鏡、近視鏡、飲料瓶(無(wú)色透明、表面沒(méi)有波紋、去瓶口上部)、香、火柴、實(shí)物投影儀、紅外線(xiàn)激光器、手電筒。
學(xué)生:分成若干小組,每組配備,凸透鏡和凹透鏡各兩個(gè)、裝水的燒杯一個(gè)、 學(xué)生用光學(xué)器件組一盒。
教學(xué)過(guò)程
一、創(chuàng)設(shè)情境,引入新課
1.引入1:請(qǐng)同學(xué)觀看視頻宏觀與微觀世界:哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的星
3、系、恒星照片、微觀世界。
讓學(xué)生談?wù)動(dòng)^后感,然后向?qū)W生介紹,這些視頻資料是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)和顯微鏡觀測(cè)和拍攝出來(lái),科學(xué)家透過(guò)他們讓我們的眼睛延長(zhǎng)和變大了,我們看到了肉眼無(wú)法看到的神奇世界,那么望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)和顯微鏡究竟是如何完成這個(gè)工作的呢?
相信大家都充滿(mǎn)了期待,學(xué)完了這章的內(nèi)容,同學(xué)們就能有一個(gè)清楚了解。今天就讓我們先來(lái)了解這些光學(xué)儀器共同擁有的核心構(gòu)件——透鏡。
2.引入2:用多媒體播放幾段生產(chǎn)生活中應(yīng)用透鏡的錄像,最后停在“冰透鏡向日取火”的畫(huà)面上,開(kāi)門(mén)見(jiàn)山地引入課題“透鏡”?!氨R取火”實(shí)驗(yàn)由教師自己動(dòng)手然后拍攝,這樣更能激起學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)欲望。
師:(手指畫(huà)面中的冰透鏡
4、)我手中拿的是什么?它有什么作用?
生:用冰做的透鏡,它能會(huì)聚太陽(yáng)光。
師:你們知道冰透鏡為什么能會(huì)聚光線(xiàn)呢?
生:冰透鏡的表面是彎曲的,能讓通過(guò)它的光向一個(gè)地方偏折。
師:對(duì),像這種表面彎曲,能使光透過(guò)的鏡片常叫做透鏡。
二、師生共同活動(dòng),進(jìn)行新課
什么是透鏡呢?在同學(xué)們的桌上,擺放有4個(gè)透鏡,現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們按分組動(dòng)起來(lái),進(jìn)入我們今天的探索發(fā)現(xiàn)之旅吧。
辨別透鏡:
1.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)研究:(每組分有兩個(gè)焦距不同的凹透鏡和兩個(gè)凸透鏡),讓學(xué)生研究,思考這些問(wèn)題:
(1)他們的外觀有什么特征?
(2)如何將它們分類(lèi)?分類(lèi)的依據(jù)是什么?
學(xué)生體驗(yàn)、分析、討論、歸納后,每小組派代
5、表作答。
(1)它們的特征:透明的,每個(gè)表面都是球面的一部分。
(2)透鏡可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是兩面往外凸,也就是中間厚邊緣??;另一類(lèi)是兩面往里凹,也就是中間薄,邊緣厚。
中間厚,邊緣薄的叫凸透鏡,中間薄,邊緣厚的叫凹透鏡。
通過(guò)大家的觀察、討論和概括,我們認(rèn)識(shí)了凸、凹透鏡。
教師小結(jié):中間厚、邊緣薄的叫凸透鏡;中間薄,邊緣厚的叫凹透鏡。(板書(shū))
2.鞏固練習(xí):
(1)凸透鏡和凹透鏡生活中常用到,我們桌子上放著幫助人們矯正視力,保護(hù)眼睛的近視眼鏡的鏡片和遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片,看看它們是什么透鏡?
請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)用手感覺(jué)并作出判斷。遠(yuǎn)視鏡的鏡片是凸透鏡;近視鏡的鏡片是凹透鏡。
(2)辨識(shí)透
6、鏡:將下列透鏡分類(lèi),并簡(jiǎn)述理由。
答案:1、3、4是凸透鏡,2、5、6是凹透鏡
練習(xí)作圖:使用尺規(guī)作出凸透鏡、凹透鏡;
了解主光軸和光心的含義。
教師演示:
使用尺規(guī)作圖,透鏡的兩個(gè)面(或至少一個(gè)表面)是圓的一部分,并介紹研究透鏡時(shí)常用的兩個(gè)科學(xué)術(shù)語(yǔ)。
主光軸和光心。組成透鏡的兩個(gè)球的球心連線(xiàn)叫主光軸。在主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn),通過(guò)它的光線(xiàn)傳播方向不變,這一點(diǎn)叫透鏡的光心,可以認(rèn)為透鏡的光心就在透鏡的中心。
利用flash動(dòng)畫(huà)鞏固剛才的作圖、以及穿過(guò)光心的特殊光線(xiàn)的傳播特點(diǎn)。(透鏡的兩個(gè)面(或至少一個(gè)表面)是圓的一部分,主光軸和光心。組成透鏡的兩個(gè)球的球心連線(xiàn)叫主光軸。在
7、主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn),通過(guò)它的光線(xiàn)傳播方向不變,這一點(diǎn)叫透鏡的光心。
焦點(diǎn)和焦距
[師]射到地面的太陽(yáng)光是相互平行的,叫做平行光,五束平行于主光軸的光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡會(huì)聚在一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn),用“F”字母表示,焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距。用“f”字母表示。凹透鏡使五束平行于主光軸的光線(xiàn)發(fā)散,它沒(méi)實(shí)焦點(diǎn),但通過(guò)凹透鏡的光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)也可以交在主光軸上一點(diǎn),這點(diǎn)是凹透鏡的虛焦點(diǎn)。
凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的會(huì)聚作用、凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的發(fā)散作用、焦距。
教師引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn):同學(xué)們現(xiàn)在從透鏡盒中拿出一個(gè)凸透鏡,正對(duì)著太陽(yáng)光,再把一張紙放在它的另一側(cè),來(lái)回移動(dòng),觀察有什么變化?
①有一個(gè)亮點(diǎn)。
師:亮點(diǎn)是怎么形
8、成的?學(xué)生思考討論作答:
②“亮點(diǎn)”亮說(shuō)明它的光進(jìn)入我們眼睛中的多。
③太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡都聚到亮點(diǎn)上。
他們分析得特別好,咱們?yōu)樗麄児恼疲‖F(xiàn)在,讓光斑變得最小,最亮。測(cè)量這個(gè)最小、最亮的光斑到凸透鏡的距離,記錄下來(lái),換另一個(gè)凸透鏡,重做上面的實(shí)驗(yàn)。再換一個(gè)凹透鏡,重做上面的實(shí)驗(yàn),紙上能夠得到很小、很亮的光斑嗎?這說(shuō)明了什么?學(xué)生組分別回答,直到回答到下面的內(nèi)容:
①用凹透鏡無(wú)論如何移動(dòng),都得不到很小、很亮的光斑。
②亮點(diǎn)是光會(huì)聚的。
③凹透鏡不能使太陽(yáng)光會(huì)聚。
④凸透鏡能使太陽(yáng)光會(huì)聚。
師:同學(xué)們回答得非常好,這些現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線(xiàn)有不同的作用。但是由于我們觀察不到光
9、的傳播路徑,所以為了對(duì)這個(gè)問(wèn)題作進(jìn)一步的研究,我們來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn):如何清楚地看到透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用。
教師引導(dǎo)學(xué)生思考,如何看到光的傳播路徑?最終得出最佳方案:
將無(wú)色透明可樂(lè)瓶放在水平桌面上,在瓶中放置點(diǎn)燃的香頭,在里面要放凸透鏡或凹透鏡,這就形成一個(gè)“煙室”, 用三個(gè)并排在同一平面的紅外線(xiàn)激光器將三束平行光束射向凸透鏡和凹透鏡,觀察透鏡對(duì)光的作用,看到通過(guò)凸透鏡的光相互靠攏,通過(guò)凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離。
得出結(jié)論:凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用(板書(shū))
3.反饋練習(xí)
(1)試一試:拿一兩個(gè)凸透鏡試一試,有哪些方法可以測(cè)得凸透鏡的焦距。
方法①:拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光,讓
10、光通過(guò)凸透鏡照到白紙上,移動(dòng)凸透鏡使光斑很小很亮,用刻度尺量出光斑到凸透鏡的距離。
方法②:在光具座上,讓光源的光正照到凸透鏡,移動(dòng)光源和光屏,找出光屏上有很小很亮的點(diǎn),用刻度尺測(cè)出光屏與凸透鏡的距離。
(2)如圖A、B是兩個(gè)直徑相同的凸透鏡,它們的焦距分別是3 cm和5 cm,按照實(shí)際尺寸畫(huà)出平行光經(jīng)過(guò)它們之后的徑跡,哪個(gè)凸透鏡使光偏折得更多些?
學(xué)生們作圖,教師巡視,并進(jìn)行指導(dǎo)。將學(xué)生答案通過(guò)投影展示。
師:同學(xué)們都很認(rèn)真,現(xiàn)在從圖中能得出什么結(jié)論?學(xué)生總結(jié):
①圖A偏折得厲害,圖B偏折得不厲害。
②焦距的長(zhǎng)短反映了凸透鏡會(huì)聚作用的強(qiáng)弱,焦距短的會(huì)聚作用強(qiáng)。
③凸透鏡表面
11、的凸起程度決定了它的焦距的長(zhǎng)短:表面越凸,焦距越短,每個(gè)凸透鏡的焦距是一定的。
(3)要想利用凸透鏡使小燈泡發(fā)出的光變成平行光,應(yīng)該把小燈泡放在凸透鏡的什么位置?試試看,你在解決這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候?qū)嶋H利用了前面學(xué)過(guò)的什么原理?先猜測(cè)一下。
①把小燈泡放在大于一倍焦距之外。
②把小燈泡放在一倍焦距之內(nèi)。
③把小燈泡放在焦點(diǎn)處。
師:學(xué)生們都猜想,想不想知道你猜得是否正確,那么我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí),并說(shuō)出理由。
方法①:用激光器從焦點(diǎn)外射向凸透鏡的光,通過(guò)凸透鏡的光沒(méi)變?yōu)槠叫泄狻?
方法②:用激光器從焦點(diǎn)內(nèi)射向凸透鏡的光,通過(guò)凸透鏡的光沒(méi)變?yōu)槠叫泄狻?
方法③:用激光器從焦點(diǎn)射向凸透鏡的光,
12、通過(guò)凸透鏡后變?yōu)槠叫泄狻?
[師]通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論?它利用了什么?學(xué)生討論得出
①經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光通過(guò)凸透鏡后變成平行光。
②這是利用了前面學(xué)過(guò)的光路是可逆的知識(shí)。
③光通過(guò)凸透鏡兩側(cè)表面發(fā)生折射。折射時(shí)光路是可逆的。平行于主光軸的光通過(guò)凸透鏡要會(huì)聚到焦點(diǎn)處,那么,焦點(diǎn)處射出的光通過(guò)凸透鏡就會(huì)平行于主光軸射出來(lái)。
三、課堂小結(jié)
1.知識(shí)與技能:
凸透鏡,凹透鏡;
凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距。
2.過(guò)程與方法:
實(shí)驗(yàn)觀察凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用,在過(guò)程中始終保持好奇心并親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。
四、課堂練習(xí)
1.給你一個(gè)透鏡,你怎樣辨別是凸透鏡還是凹透鏡?如果是凸透鏡請(qǐng)你寫(xiě)出兩種測(cè)定此凸透鏡焦距的辦法。
答案:①用手觸摸、用平行光入射看折射的光斑等。②讓凸透鏡將日光會(huì)聚成一點(diǎn),測(cè)量光心到光點(diǎn)的距離;用一個(gè)小燈泡慢慢靠近凸透鏡,凸透鏡后方一個(gè)光屏,當(dāng)折射光在光屏上的形成光圈與凸透鏡大小一致時(shí),測(cè)量小燈到光心的距離等。
2.看動(dòng)畫(huà)選透鏡:按照下面光的傳播路線(xiàn),在方框里加入適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。
答案: 圖1:凹透鏡???,圖2:凹透鏡
3.看課件不用回光碗的原因,你能說(shuō)說(shuō)這是為什么嗎?
五、板書(shū)設(shè)計(jì)
六、課后作業(yè)
按學(xué)習(xí)興趣小組,通過(guò)多種方式去調(diào)查和了解生活中哪些地方用到了透鏡,并對(duì)照相機(jī)的相關(guān)信息做詳細(xì)了解,形成書(shū)面調(diào)查報(bào)告。