2025 小学五年级科学上册凸透镜的聚光作用课件

一、认识凸透镜：从生活现象到科学定义演讲人认识凸透镜：从生活现象到科学定义01聚光作用的应用：从自然智慧到生活实践02探究聚光作用：从实验现象到原理剖析03拓展与思考：从凸透镜到光学世界04目录2025小学五年级科学上册凸透镜的聚光作用课件作为一名深耕小学科学教育十余年的教师，我始终相信：最好的科学课，是让孩子从生活现象中发现问题，用亲手实验解开疑惑，再将知识反哺于生活。今天要和同学们探讨的“凸透镜的聚光作用”，正是这样一个充满生活趣味与科学原理的主题。它不仅能解答“为什么放大镜能点燃纸张”的童年好奇，更能为我们打开光学世界的第一扇窗。接下来，让我们从认识凸透镜开始，一步步揭开它的“聚光密码”。01认识凸透镜：从生活现象到科学定义1生活中的“放大伙伴”——凸透镜的直观感知记得去年春天带学生去户外观察植物时，有个男孩举着爷爷的老花镜喊：“老师！用这个看树叶，叶脉变得好清楚！”这就是我们最熟悉的凸透镜——它可能是爷爷的老花镜，可能是实验室里的放大镜，也可能是照相机镜头的一部分。同学们可以从书包里拿出自带的凸透镜（提前布置的学具），用手指轻轻触摸镜片：中间是不是比边缘厚？对着书本上的小字看，是不是像被“拉”近了一样变大？这种“中间厚、边缘薄”的透明镜片，就是凸透镜最直观的外形特征。2凸透镜与凹透镜的对比区分为了避免混淆，我们不妨同时拿出凹透镜（实验室提供的凹透镜片）。同样用它观察书本上的字——是不是反而变小了？再将两种镜片对着阳光，凸透镜下方能形成一个明亮的光斑，而凹透镜下方的光斑则更分散甚至模糊。通过“摸厚度”“看成像”“测光斑”三个简单方法，我们就能快速区分：凸透镜是“中间厚、边缘薄”的放大镜，凹透镜是“中间薄、边缘厚”的缩小镜。这个对比实验不仅能帮我们准确识别凸透镜，更能初步感知两种镜片对光线的不同作用。3凸透镜的科学定义与分类从光学角度看，凸透镜是根据光的折射原理制成的光学元件，其两个表面通常为球面（或至少一个表面为球面）。根据球面弯曲程度的不同，凸透镜又可分为双凸透镜（两面都向外凸）、平凸透镜（一面平、一面凸）和凹凸透镜（一面凸、一面凹但凸面更凸）。不过对于五年级的同学来说，只需记住“中间厚、边缘薄”的核心特征即可——就像一颗被压扁的玻璃弹珠，中间鼓、四周扁。02探究聚光作用：从实验现象到原理剖析探究聚光作用：从实验现象到原理剖析认识了凸透镜的“外貌”，我们最想知道的一定是：它为什么能聚光？这个问题需要通过“观察-实验-推理”的科学探究流程来解答。1实验设计：阳光下的“光斑挑战”实验材料：不同焦距的凸透镜（5cm、10cm、15cm各一片）、白色硬纸板、温度计、秒表、记号笔。实验步骤：（1）选择一个晴朗的上午（阳光直射时效果最佳），将白色硬纸板平铺在地面；（2）手持凸透镜，使镜片与纸板保持垂直，缓慢调整镜片与纸板的距离，观察纸板上光斑的变化——你会发现，当距离合适时，光斑会变得最小最亮，这个点就是凸透镜的“焦点”；（3）用记号笔标记焦点位置，用直尺测量镜片到焦点的距离，这就是凸透镜的“焦距”；（4）将温度计的玻璃泡对准焦点，每隔10秒记录一次温度，持续1分钟，观察温度变化；（5）更换不同焦距的凸透镜，重复步骤（2）-（4），记录数据。2现象记录与分析通过实验，我们会得到三组关键现象：光斑变化：当凸透镜与纸板的距离小于焦距时，光斑较大较暗；等于焦距时，光斑最小最亮；大于焦距时，光斑又逐渐变大变模糊。温度变化：焦点处的温度会随时间显著上升——我曾带学生做过记录，10cm焦距的凸透镜在焦点处，1分钟内温度从25℃升至42℃，如果持续照射易燃物（如纸张），几分钟内就能达到燃点。焦距差异：镜片越凸（中间越厚），焦距越短，焦点处的光斑更集中，温度上升更快。这些现象说明：凸透镜能将平行的太阳光会聚到一点（焦点），这种特性就是“聚光作用”。3原理揭秘：光的折射与路径改变为什么凸透镜能聚光？这需要我们从光的传播规律入手。当光线从空气（光疏介质）进入玻璃（光密介质）时，会发生折射——光线的传播方向会向法线偏折；当光线从玻璃再次进入空气时，又会再次折射，向远离法线的方向偏折。凸透镜的特殊形状（中间厚、边缘薄）使得经过镜片不同位置的光线偏折角度不同：边缘的光线偏折角度大，中间的光线偏折角度小，最终所有光线会聚到同一点（焦点）。就像无数个“光线小助手”被凸透镜“指挥”着，从四面八方汇聚到焦点，能量也随之集中，所以焦点处温度会迅速升高。03聚光作用的应用：从自然智慧到生活实践聚光作用的应用：从自然智慧到生活实践凸透镜的聚光作用不是实验室里的“小把戏”，它早已深度融入人类的生产生活，甚至在自然界中也能找到“仿生案例”。1自然中的“隐形凸透镜”你观察过清晨草叶上的露珠吗？这些圆滚滚的小水珠，其实就是天然的“凸透镜”。当阳光穿过露珠时，同样会发生会聚现象。我曾在晨跑时看到，草叶上的露珠下方出现了焦痕——这就是露珠聚光后灼伤叶片的结果。不过不用担心，这种灼伤范围很小，反而成为了自然界“光学现象”的生动案例。2生活中的“聚光神器”太阳灶：农村地区常见的太阳灶，就是利用凸透镜（或凹面镜，原理类似）的聚光作用，将阳光会聚到锅底，从而加热食物。它既环保又节能，特别适合日照充足的地区。01放大镜点火：野外生存时，用放大镜会聚阳光点燃干草，是最经典的取火方法。我曾带学生参加户外实践，有个女孩用10cm焦距的放大镜，仅用2分15秒就成功点燃了干燥的桦树皮，欢呼声差点惊飞了树上的麻雀。02投影仪与显微镜：投影仪的聚光镜、显微镜的物镜，都是凸透镜的“变形应用”。它们通过精确设计的曲率，将光线会聚到特定位置，让图像更清晰、更明亮。033安全警示：聚光作用的“双刃剑”聚光作用能为我们服务，也可能带来危险。记得去年夏天，有个学生在教室窗户边玩放大镜，阳光透过镜片会聚到课桌的木头上，差点引发小火灾。同学们要记住：不要用凸透镜对着阳光照射眼睛、皮肤或易燃物（如纸张、窗帘、干树叶）；放置凸透镜时，避免阳光直射镜片，防止意外聚光；生活中看到类似凸透镜的物品（如球形鱼缸、饮料瓶中的积水），也要注意避开阳光直射，它们同样可能会聚光线引发危险。04拓展与思考：从凸透镜到光学世界1其他光学元件的聚光对比除了凸透镜，凹面镜（如汽车头灯的反光碗）也能聚光，但原理不同：凸透镜是通过光的折射聚光，凹面镜是通过光的反射聚光。同学们可以用凹面镜（实验室提供）重复之前的光斑实验，观察焦点位置和温度变化，对比两者的异同。2跨学科联系：光与生命的对话植物的光合作用需要光能，温室大棚的玻璃其实就是“大面积的凸透镜”（虽然严格来说是平板玻璃，但弧形设计能更有效地会聚阳光）。如果我们用凸透镜会聚阳光照射植物叶片，短时间内可能促进局部光合作用，但长时间照射会灼伤叶片——这说明“适度”是自然规律的关键，科学应用需要考虑“平衡”。3课后实践：自制“简易凸透镜”同学们可以用透明塑料纸包裹清水，扎成球形（注意密封），这样就自制了一个“水凸透镜”。用它对着阳光，观察是否能形成焦点；再用它观察书本上的字，看看是否有放大效果。这个小实验能帮我们更深刻地理解：只要满足“中间厚、边缘薄”的条件，任何透明介质（玻璃、水、塑料）都可以制成凸透镜。结语：从好奇到认知，让科学点亮生活回顾今天的学习，我们从触摸凸透镜的“厚度”开始，通过实验见证了它的“聚光魔力”，又通过生活案例理解了它的“实用价值”，最后用自制实验拓展了对“光学元件”的认知。凸透镜的聚光作用，本质上是光的折射规律与特殊几何形状共同作用的结果，它既是“小孔成像”“照相机原理”的基础，也是我们探索光学世界的第一把钥匙。3课后实践：自制“简易凸透镜