蘇科版物理八年級上冊二、光的直線傳播（表格式教學設計）

二、光的直線傳播（教學設計）年級八年級學科物理課時數1課時教師課題二、光的直線傳播教學目標物理觀念知道“光在同種均勻介質中沿直線傳播”的規律，并用該規律解釋影、日食、月食、小孔成像等現象。科學思維將“光束”抽象為“光線”，學會用“帶箭頭的直線”表示光線，建立光的傳播路徑模型。體會“抓主要因素、忽略次要因素”的建模思想；用邏輯推理解釋日食、月食的成因及小孔成像的倒立特性；思考“光是否一定沿直線傳播？”科學探究探究光在不同介質中的傳播規律，歸納得出光在同種介質中沿直線傳播的結論；思考如何顯示光在透明物質中傳播的路徑；探究小孔成像的大小等性質與哪些因素有關。科學態度與責任如實記錄光在不同介質中的傳播特點；了解《墨經》中世界上最早的小孔成像記載、“夏商周斷代工程”，增強民族科學認同感。教材分析本節緊接“光的色彩”，由“光是什么”轉向“光怎樣傳播”，為第三節光的反射、第四節光的折射奠定路徑模型與實驗方法基礎。是學生在初中階段第一次系統建立“光線模型—直線傳播規律—影/日食/小孔成像”完整知識鏈，為九年級“幾何光學”及高中“電磁波傳播”提供認知臺階。以“影的形成”和“小孔成像”兩個經典現象為載體，凸顯“用光線模型解釋自然現象”的物理思維，體現“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。學情分析學生普遍見過樹蔭光斑、手電筒光束、皮影戲、日食新聞，對“影”和“光束是直的”有直觀感受，但僅停留在“看得見”層面。學生剛接觸“光線”這一抽象模型，容易忽視光線箭頭的意義，對于一些光學問題意識不到畫出簡單的光路圖進行分析。學生好奇心強，對“小孔成像”居然能“拍照”興趣極高，動手欲旺盛，但耐心不足，欠缺仔細分析的習慣。探究活動中樂于小組分工，但角色不清，易出現“一人包辦、余人旁觀”。教學重點1．通過實驗與現象歸納“光在同種均勻介質中沿直線傳播”規律；2．光在同種均勻介質中沿直線傳播的現象解釋。3．會用“光線”模型定性解釋影的形成、日食/月食、小孔成像等常見現象，并能用光線圖進行簡單推理。教學難點1．從“光束”到“光線”的抽象建模；2．利用光路圖進行小孔成像的定性分析：像的倒立、大小與哪些因素有關。教學過程教師活動學生活動導入新課【問題情境】我們能看到周圍的物體，是因為有來自物體的光進入了我們的眼睛。經驗告訴我們，光可以在空氣、水和玻璃中傳播。那么，光的傳播路徑是怎樣的?思考并回答問題學習新課一、光在均勻介質中的傳播（一）活動2.3觀察光的傳播路徑 1．你能將物體的影子踩在腳下嗎？2．做幾個有趣的手影游戲，想一想，手影為什么會隨手形的改變而改變？【結論】影子的形成說明了光在空氣中沿直線傳播。3．如圖所示是一束激光在充滿煙霧的空氣中傳播的路徑。在容器中注入水，再看一看，光在水中傳播的路徑還是直線嗎?【結論】光在空氣、水等介質中是沿直線傳播的?！痉椒记伞繛榱饲宄乜吹焦庠诳諝夂退袀鞑サ穆窂?，可以在空氣中噴些煙霧或在水中滴幾滴牛奶?！D換法4．觀看光在不同介質中的傳播路徑（視頻或演示）（1）光在玻璃磚中沿直線傳播；（2）光在不均勻的液體中傳播路徑變彎曲；（二）光的直線傳播1．實驗表明：光在均勻的透明固體、液體、氣體中都是沿直線傳播的。2．日常生活中的現象：清晨，太陽光穿過樹木間的空隙射入林中，猶如一縷縷筆直的金線，如圖所示；夜晚，各種各樣的燈光化作一道道色彩斑斕的光柱，如圖所示?！窘Y論】光在均勻介質中是沿直線傳播的。與聲音不同，光不僅可以在空氣、水等物質中傳播，還可以在真空中傳播。（三）光線1．光線：物理學中，常用一條帶箭頭的直線表示光傳播的路徑和方向，這樣的線叫作光線。2．光線是物理模型：光線是人們為了便于研究和表示光的傳播而引入的物理模型。實際問題中，往往用多條光線來描述光的傳播特點。例如，當燭焰、燈泡等離我們較遠時，可以看成一個點光源，光由其中心點向四周傳播，如圖所示。又如，在地面上接收到的太陽光，可看成平行光，用右圖所示的光線表示。（三）生活·物理·社會——中國古人對小孔成像的研究1．閱讀教材，了解《墨經》中對小孔成像的記載?！熬?影)到(倒)，在午有端，與景長，說在端”、“光之人煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。在遠近有端，與于光，故景障內也?！薄痉g1】“影子是倒立的。正午時，若有一個小孔，就會形成倒立的影像；影像的長度與小孔到成像面的距離成正比，其原理就在于這個小孔?！薄痉g2】光線照到人身上，再從小孔穿過，就像箭一樣沿直線射出。人下部的光線經小孔后射向屏幕上方；人上部的光線經小孔后射向屏幕下方。腳擋住了來自下方的光，所以腳的影子落在屏幕上方；頭擋住了來自上方的光，所以頭的影子落在屏幕下方。無論物體離小孔遠還是近，只要小孔存在，光線通過它就會在暗箱內壁形成倒立實像；像的大小與距離成正比，因此影子（像）就映在暗箱里面。我國北宋科學家沈括所著的《夢溪筆談》中，也有關于小孔成像的記載。書中形象地描述了飛鳶通過窗戶縫隙形成的影，其上下顛倒、左右相反。宋元時期的趙友欽還利用實驗得到了小孔成像的大小、明暗與物距和孔的大小之間的關系，從而證明了光沿直線傳播的特性。這些實驗比西方類似的實驗要早得多。2．小孔成像實驗【探究實驗】（1）如圖甲所示，在一個空罐的底部中央打一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。（2）如圖乙所示，將點燃的蠟燭放在小孔前，并適當調整蠟燭到小孔的距離，觀察塑料膜上是否有像，不斷調整蠟燭、塑料膜到小孔的距離，觀察塑料膜上像的大小是否有變化。甲乙（3）如圖丙所示，將圓孔改為方孔，觀察塑料膜上像的形狀是否有變化。（4）如圖丁所示，將蠟燭換成一只發光的燈泡，觀察塑料膜上的形狀?！緦嶒灧治觥繝T焰上部的光線，由于光的直線傳播，通過小孔后，射到了下部；同理，燭焰下部的光線通過小孔后，射到了上部。【實驗結論】①成像性質：倒立的大小不確定的實像。上下顛倒、左右相反。②影響成像大小的因素：與物體到小孔的距離以及光屏到小孔的距離有關。③像的形狀：與物體的形狀相同，與小孔的形狀無關。3．小孔成像現象例如，樹下的圓形光斑，實質是太陽經小孔所成的像。發生日食，在地面上的光斑，是日食時日面形狀的投影，所以光斑會變成月牙形。【思考】樹蔭下的光斑如果不是圓形光斑，而是不規則形狀的光斑，那么其形成原因又是什么呢？樹蔭下的不規則光斑，和圓形光斑一樣，都是光的直線傳播形成的。不過圓形光斑是太陽光經樹葉間較小的孔隙沿直線傳播，照射到地面上形成的太陽的倒立的實像。而不規則光斑，則是太陽光經樹葉間較大的孔隙沿直線傳播，照射到地面上形成的光斑（周圍是樹葉的影子）?！纠}1】沈括在《夢溪筆談》中記述到“若鶯飛空中，其影隨鶯而移”，而在紙窗上開一個小孔，使鶯的影子呈現在室內紙屏上，卻觀察到“鶯東則影西，鶯西則影東”，如圖所示。對此分析正確的是（）A．“鶯東則影西，鶯西則影東”描述的是圖甲B．“若鶯飛空中，其影隨鶯而移”描述的是圖乙C．圖甲和圖乙都可以用光的直線傳播來解釋D．小孔成像時，物左右移動時，其像的移動方向與物相同【答案】C【解析】A．“鶯東則影西，鶯西則影東”說明“影”是倒立的，描述的是圖乙，故A錯誤；B．“若鶯飛空中，其影隨鶯而移”，這是影子的形成，描述的是圖甲，故B錯誤；C．圖甲是影子的形成，圖乙是小孔成像，都可用光的直線傳播來解釋，C正確；D．小孔成像時像是倒立的，所以像移動的方向與物移動的方向相反，D錯誤。故選C?！纠}2】為探究光的傳播規律，小明在家中做了如下三個實驗：（1）探究光在氣體中的傳播規律。實驗現象如圖甲，為了使實驗現象明顯，小明在激光燈下方點燃了一盤蚊香，你認為這樣做的目的是_____________________；（2）小明探究光在液體中的傳播規律。實驗現象如圖乙，小明接著沿著水槽側壁倒入濃糖水，看到實驗現象如圖丙；小明再用木棍攪拌后，實驗現象又恢復到圖乙。以上現象說明光在___________介質中沿直線傳播?！敬鸢浮匡@示光的傳播路徑同一種均勻【解析】（1）煙是固體顆粒，光遇到空氣中小的固體顆粒發生漫反射，反射的光進入人的眼睛，人能看到光的傳播路線，所以點燃一盤蚊香是為了顯示光的傳播路徑。（2）由于糖水是不均勻的，所以沿著水槽側壁倒入濃糖水，看到光線不再沿直線傳播，而是發生彎曲，再用木棍攪拌后，糖水變得均勻，又看到光線沿直線傳播了，這些實驗現象說明光在同種均勻介質中沿直線傳播。【例題3】如圖所示，小明給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分別將小孔對著燭焰和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。（1）分析比較___________兩圖，可以得出結論：物體通過小孔所成的像與孔的形狀無關；（2）分析比較______兩圖，可以得出結論：小孔成像時像的形狀由物體的形狀決定；（3）通過實驗，可以看到燭焰和燈絲在塑料膜上成的都是_______（選填：正立/倒立）的實像，說明小孔成像的原理是___________；【答案】乙、丙甲、丙倒立光的直線傳播【解析】（1）甲、乙兩圖，小孔形狀不同，但是像的形狀相同，所以小孔成像與小孔的形狀無關。（2）甲、丙兩圖小孔形狀相同，物體形狀不同，像的形狀也不同，所以小孔成像與物體的形狀有關。（3）小孔成像是光沿直線傳播所成的像，通過觀察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立實像。（三）光速【想一想】雷雨天，我們總是先看見閃電，后聽到雷聲，為什么呢？光速有多大呢？不同介質中光速相同嗎？事實上閃電和雷鳴是同時發生的，但我們卻是先看到閃電，后聽到雷聲。這是為什么呢？光傳播得比聲音快得多真空中的光速是宇宙中最快的速度，用c表示。約為c=3×108m/s=3×105km/s不同介質中，光速一般不同。一般情況下，v真空＞v空氣＞v水＞v玻璃【對比學習】比較光的傳播與聲的傳播聲音光真空不傳聲光在真空中傳播最快15℃空氣中聲速340m/s空氣中光速近似3×108m/s聲音在空氣中傳播最慢光在空氣中比在其他透明介質中傳播的快聲音傳播需要介質光的傳播不需要介質【例題4】當觀察站在遠處敲鑼打鼓的人時，我們總是先看到他的動作，后聽到鑼鼓的聲音這一現象說明（）A．光的傳播不需要時間，而聲音的傳播需要時間B．光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多C．用人眼看物體比用耳朵聽聲音反應更靈敏些D．總是先敲鑼打鼓，后發出聲音，動作先后不同【答案】B【解析】敲鑼打鼓時，動作與聲音是同時發生的，看見的動作是光速傳播的，由于光在空氣中的傳播速度比聲音在空氣中的傳播速度大的多，所以總是先看到動作，后聽到聲音。選項B正確。參與探究活動，并思考其形成原因觀察實驗，歸納總結認識用光線表示光的傳播路徑和方向，是一種模型法學會畫光線閱讀教材，自主學習觀察實驗現象，思考分析其原理初步了解實像，并分析為什么是倒立的像交流討論練習例題練習例題結合生活實際，了解光速對比聲的傳播，學習光的傳播練習例題學習新課二、日食和月食在我國古代殷商時期的甲骨文中，就有關于日食和月食現象的記載。那時的人們還不能解釋這種現象，以為是災難降臨的預兆。實際上，日食和月食都是與光沿直線傳播有關的天文現象。（一）日食如圖所示，月球運行到地球和太陽之間時，太陽光被月球擋住，在地球上形成陰影區，處在陰影區的人看不到太陽或只能看到太陽的一部分，這種現象叫作日食。太陽光全部被月球擋住時形成日全食，部分被擋住形成日偏食。（二）月食如圖所示，地球繞著太陽運轉，在背對太陽一側形成長長的陰影區一一地影，一旦月球進入這個陰影區就會發生月食。太陽光全部被地球擋住時形成月全食，部分被擋住時形成月偏食。（三）生活·物理·社會——日食、月食與“夏商周斷代工程”閱讀教材，了解我國古代對于日食和月食的觀測和記載?！纠}5】某天小王同學看到了日環食這一難得的景象。從物理學的角度來說，日食屬于光的__________現象；如圖所示，能描述其形成原因的是______（選填“甲”或“乙”）圖?！敬鸢浮恐本€傳播甲【解析】因為光是沿直線傳播的，當月球轉到太陽和地球中間，并且三者在一條直線上時，月球擋住了太陽照射在地球上的光線，地球處在月球的影子里，形成日食，所以圖甲是日食成因圖?！纠}6】如圖所示，圖中描述的是_______現象（選填“日食”或“月食”），此現象可以用光的___________原理來解釋（選填“直線傳播”“反射”或“折射”）。類似的現象還有________。（寫出一種即可）【答案】月食直線傳播日食【解析】由圖示知，太陽光射向月球時，地球把光線擋住了，在月球上留下陰影，這是月食現象，可以用光的直線傳播來解釋。當太陽光直線傳播向地球時，月球把光擋住，會形成日食。了解日食和月食的原理就是光的直線傳播閱讀教材，自主學習練習例題

課堂練習1．關于光的傳播，下列說法中正確的是（D）A．光總是沿直線傳播的 B．光只有在空氣中沿直線傳播 C．光的傳播需要介質，在真空中不能傳播 D．光在同種均勻介質中是沿直線傳播的2．當月球運動到太陽和地球之間，月球就會擋住太陽射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上時，如圖，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食現象的是（D）A．a、b兩位置 B．b、c兩位置 C．a、c兩位置 D．a、d兩位置3．如圖所示，在盛水的玻璃水槽內滴幾滴牛奶，用激光筆將一束光射到水中，觀察光在水中的傳播徑跡。下列關于實驗的討論錯誤的是（B）A．該實驗中使用的激光筆屬于光源B．我們能看到光在水中的徑跡，這是光直線傳播的結果C．我們看到光在水中的徑跡是直線，說明這束光在水中是沿直線傳播的D．從該實驗還可以看出，光在玻璃中也可以傳播4．如圖所示是我國在2000多年前的《墨經》中記載的小孔成像實驗。從物體出發的光沿直線穿過小孔，照在小孔另一側的光屏上形成像，下列說法中正確的是（A）A．小孔成像的原理是光在同種均勻介質中沿直線傳播B．小孔成像成的是倒立的虛像C．小孔成像像的形狀與小孔的形狀有關D．小孔成像時保持光屏的位置不變，將物體遠離小孔，光屏上像變大5．圭表是中國古代重要的天文儀器，如圖甲所示，圭表通過測量一年中每日正午時日影長度來推測二十四節氣，日影是光的直線傳播形成的。圭表的原理如圖乙所示，為了在圭尺上觀察到清晰的日影，立表需要用不透明（選填“透明”或“不透明”）物體制作，立春節氣正午日影比夏至長，說明立春節氣正午太陽在位置B（選填“A”或“B”）。倒