5.1 透鏡（導(dǎo)學(xué)案）【教師版】- 人教版八年級(jí)上冊(cè)

人教版八年級(jí)（上冊(cè)）第五章透鏡及其應(yīng)用第1節(jié)透鏡（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點(diǎn)和焦距。2.通過觀察，認(rèn)識(shí)凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用。3.能初步領(lǐng)略透鏡對(duì)光的神奇作用，激發(fā)求知欲?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1.凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用。2.透鏡的三條特殊光線?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。邊緣薄、中間厚的透鏡為凸透鏡；邊緣厚、中間薄的透鏡為凹透鏡.2.透鏡上通過兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸，每個(gè)透鏡主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn)，通過該點(diǎn)的光線其傳播方向不變，叫作透鏡的光心。3.實(shí)驗(yàn)表明：凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。4.凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，凸透鏡有兩個(gè)實(shí)（填“虛”或“實(shí)”）焦點(diǎn)，凹透鏡有兩個(gè)虛（填“虛”或“實(shí)”）焦點(diǎn)?！竞献魈骄俊刻骄恳弧⑼雇哥R和凹透鏡1.透鏡的分類【摸一摸】①取一個(gè)放大鏡，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間厚，邊緣薄(選填“厚”或“薄”)。②取近視眼鏡的鏡片，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間薄，邊緣厚(選填“厚”或“薄”)?！練w納】透鏡的種類：透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。①凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。如：遠(yuǎn)視鏡片、照相機(jī)的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等；②凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。如：近視鏡片?！颈鎰e】識(shí)別下列透鏡，并歸類：屬于凸透鏡的是：A、B、D；屬于凹透鏡的是：C、E、F.③薄透鏡：如果透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑，這種透鏡叫做薄透鏡。2．透鏡的主光軸、光心①主光軸：透鏡上通過球面兩個(gè)球心的直線叫主光軸（光軸）。②光心：主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心。③透鏡的主光軸和光心：凸透鏡的主光軸和光心凹透鏡的主光軸和光心 探究二、透鏡對(duì)光的作用【做一做】①拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來回移動(dòng)，直到紙上得到最小、最亮的光斑。如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光屏上有一很小、很亮的光斑。光斑處的溫度很高，長時(shí)間照射，紙會(huì)被燒焦。說明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。[②拿一個(gè)凹透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來回移動(dòng)，仿照上圖做實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)凹透鏡和紙的距離，紙上不能填（選填“能”或“不能”）出現(xiàn)得到最小、最亮的光斑，說明凹透鏡對(duì)光沒有（選填“有”或“沒有”）會(huì)聚作用?！鞠胍幌搿客雇哥R、凹透鏡對(duì)光的作用相同嗎？它們有怎樣的作用？【實(shí)驗(yàn)探究】①讓平行于透鏡主軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。②讓平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散【想一想】不平行主光軸的光透過凸透鏡是否會(huì)聚？不平行主光軸的光透過凹透鏡是否發(fā)散？【做一做】①讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光的傳播方向。②讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光的傳播方向。凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散歸納結(jié)論：①①凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，經(jīng)凸透鏡折射出的光線相對(duì)于入射光線，更靠近（填“靠近”、“遠(yuǎn)離”）主光軸；②凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，經(jīng)凹透鏡折射出的光線相對(duì)于入射光線，更遠(yuǎn)離（填“靠近”、“遠(yuǎn)離”）主光軸。因此，凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡；凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。【例題】關(guān)于凸透鏡和凹透鏡，下列說法中正確的是（）A．幾束光經(jīng)過凸透鏡后一定會(huì)聚到一點(diǎn)B．幾束光經(jīng)過凸透鏡后，一定會(huì)平行射出C．凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用D．幾束光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長線一定會(huì)相交【答案】C【解析】AB．凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，這種會(huì)聚是相對(duì)于原來的光線，所以光經(jīng)過凸透鏡后不一定會(huì)聚到一點(diǎn)，也不一定會(huì)平行射出，故AB錯(cuò)誤；C．凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，故C正確；D．光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長線不一定會(huì)相交。故D錯(cuò)誤。所以選C。探究三、透鏡的焦點(diǎn)和焦距1.凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)，建立概念：①焦點(diǎn)：凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)，用“F”字母表示。這個(gè)焦點(diǎn)是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，叫實(shí)（填“實(shí)”、“虛”）焦點(diǎn)，并且關(guān)于光心對(duì)稱，凸透鏡有2個(gè)焦點(diǎn)。②焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距，用“f”字母表示。③焦距的長短反映了凸透鏡會(huì)聚作用的強(qiáng)弱，焦距短的會(huì)聚作用強(qiáng)。凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，表面越凸，焦距越短。凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距2.凹透鏡的虛焦點(diǎn)和焦距①虛焦點(diǎn)：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上，叫凹透鏡的焦點(diǎn)。它不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，叫虛焦點(diǎn)。凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)，關(guān)于光心對(duì)稱。②焦距：焦點(diǎn)到凹透鏡光心的距離叫做焦距，兩邊的焦距相等。③凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強(qiáng)弱，越小，對(duì)光的發(fā)散能力越強(qiáng)?！鞠胂胱鲎觥课覀冎捞柟饩€也是向四周射出的發(fā)散光線，但由于太陽距離地球十分遙遠(yuǎn)，所以太陽射到地球的光線可以看成是平行光。給你一塊凸透鏡、一張白紙、一把刻度尺怎樣測出凸透鏡的焦距？粗測凸透鏡焦距的方法：拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與紙的距離，直到紙上的光斑變的最小、最亮，測量這個(gè)最小最亮的光斑到透鏡光心的距離，這就是焦距。探究四、透鏡的三條特殊光線：1.凸透鏡的三條特殊光線【做一做】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象?！就评怼扛鶕?jù)光路的可逆，經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)沿什么方向？【歸納】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：①通過光心的光線傳播方向不改變（選填“改變”、“不改變”）。②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)。③經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸。凸透鏡的三條特殊光線凸透鏡的三條特殊光線2.凹透鏡的三條特殊光線【做一做】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象?！就评怼扛鶕?jù)光路的可逆，射向凹透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后會(huì)沿什么方向？凹透鏡的三條特殊光線【歸納】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：①通過光心的光線傳播方向不改變。②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過虛焦點(diǎn)。③射向凹透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出?！揪v點(diǎn)撥】1.學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡的重點(diǎn)是要明確它們對(duì)光線的作用。要注意糾正認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)：只要通過透鏡折射后的光線是會(huì)聚的，這個(gè)透鏡就是凸透鏡；折射后的光線是發(fā)散的，這個(gè)透鏡就是凹透鏡。所謂凸透鏡使光線會(huì)聚，凹透鏡使光線發(fā)散，都是相對(duì)入射光線而言的。應(yīng)明確指出，凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用是指把入射光線會(huì)聚了，其折射光線比入射光線更靠攏主光軸。凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用是指指把入射光線發(fā)散了，其折射光線比入射光線更遠(yuǎn)離主光軸。2.在粗測凸透鏡焦距的方法中，一定注意使凸透鏡正對(duì)著太陽光，直到紙上的光斑變的最小、最亮?xí)r，測量這個(gè)最小、最亮的光斑到透鏡光心的距離，才是焦距?！練w納整理】透鏡①凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡；透鏡①凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡；②凹透鏡：中間薄邊緣厚的透鏡；③主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線叫透鏡的主光軸；④光心：主軸上有個(gè)特殊點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變，該點(diǎn)叫做光心。透鏡對(duì)光的作用：凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。①凸透鏡能使跟主光軸平行的光會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)F，從焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距f。②凹透鏡能使跟主軸平行的光發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長的交點(diǎn)叫虛焦點(diǎn)F，從焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距f。焦點(diǎn)和焦距透鏡【課堂練習(xí)】1．如果把一個(gè)玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，這五塊玻璃a、b、c、d、e中屬于凸透鏡的是______________；屬于凹透鏡的是_________?！敬鸢浮縜、c、d、e；b。2．請(qǐng)畫出圖中入射光線經(jīng)凸透鏡后的折射光線?！敬鸢浮坑覉D?！窘馕觥科叫杏谥鞴廨S的光經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)，通過光心的光傳播方向不改變。3.如圖所示，完成圖中光路。【答案】右圖.【解析】對(duì)著虛焦點(diǎn)入射的光經(jīng)凹透鏡后與主光軸平行；通過光心的光傳播方向不改變。4.下面兩圖是光線經(jīng)過透鏡后的光路圖。請(qǐng)選擇合適的透鏡填入方框內(nèi)。【答案】下圖.5.關(guān)于凸透鏡對(duì)光線的作用，以下說法正確的是（）A．平行射向凸透鏡的一束光，經(jīng)折射一定交于凸透鏡的焦點(diǎn)上B．經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光線一定交于一點(diǎn)C．凸透鏡只能使平行于主軸的光線會(huì)聚D．過凸透鏡或凹透鏡光心的光，一定不改變傳播方向【答案】D?！窘馕觥緼.只有與主光軸平行的一束光，經(jīng)凸透鏡折射后才會(huì)交于凸透鏡的焦點(diǎn)上；A錯(cuò)。B.經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光線可能相交，也可能不想交；B錯(cuò)。C.凸透鏡也可能使不平行于主軸的光線會(huì)聚；C錯(cuò)。D.過凸透鏡或凹透鏡光心的光，一定不改變傳播方向。D正確。6.要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光，應(yīng)把小燈泡放在（）A.凸透鏡前任意位置B.凸透鏡的焦點(diǎn)上C.凹透鏡前任意位置D.凹透鏡的焦點(diǎn)上【答案】B.【解析】因?yàn)橥雇哥R可使平行于主光軸的光會(huì)聚于焦點(diǎn)，根據(jù)光路的可逆性，把小燈泡放在凸透鏡的焦點(diǎn)上，小燈泡發(fā)出的光通過凸透鏡折射后形成平行光。7．如圖，讓一束平行于主光軸的光線經(jīng)過一透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.凸透鏡的特點(diǎn)是中間厚、邊緣薄B.凸透鏡有虛焦點(diǎn)C.凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用D.該凸透鏡的焦距10cm【答案】B.【解析】凸透鏡的特點(diǎn)是中間厚、邊緣?。煌雇哥R有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)；凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；該凸透鏡的焦距10cm。所以選B。8.如圖甲、乙所示，實(shí)線框內(nèi)各放置了一個(gè)透鏡，兩束光通過透鏡前后的方向如圖所示，則（）A．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡B．甲、乙都是凸透鏡C．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡D．甲、乙都是凹透鏡【答案】A?！窘馕觥考讏D中，光經(jīng)過透鏡后與原來的方向比較是發(fā)散的，所以是凹透鏡。乙圖中，光經(jīng)過透鏡后與原來的方向比較是會(huì)聚的，所以是凸透鏡。光線會(huì)聚或發(fā)散，應(yīng)該與入射光線的方向比較。9.小明同學(xué)利用太陽光測量凸透鏡的焦距，他注意到讓凸透鏡正對(duì)太陽光，但沒有仔細(xì)調(diào)節(jié)紙片與透鏡的距離，在紙片上的光斑并不是最小時(shí)，就測出了光斑到凸透鏡中心的距離L，那么，凸透鏡的實(shí)際焦距（）A．一定小于LB．一定大于LC．可能等于LD．可能小于L、也可能大于L【答案】D?！窘馕觥客雇哥R正對(duì)太陽光，在紙片上最小的光斑就是焦點(diǎn)，此時(shí)光斑到凸透鏡中心的距離就是焦距；如果光斑并不是最小時(shí)，那么凸透鏡的