第三章 第一节 探究：光的反射定律（Word教案）-【优翼·学练优】新教材2024-2025学年八年级物理上册同步备课（沪科版2024）

第一节　探究：光的反射定律 1．物理观念： (1)知道光源；知道光在同种均匀介质中沿直线传播；知道光速。 (2)了解光的反射现象，知道人能看见不发光的物体的原因。 (3)理解光的反射定律。知道在反射现象中光路的可逆性。 (4)知道镜面反射和漫反射。 2．科学思维：知道光线、平行光是物理模型，能运用这些模型分析常见的光现象和简单的光学问题。 3．科学探究：经历“探究光的传播路径”和“探究光的反射定律”过程，知道科学探究中收集证据包括观察现象和记录数据，进而通过分析论证得出结论，认识到收集证据的重要性。 4．科学态度与责任： (1)通过对光沿直线传播的探究性学习活动，让学生认识到物理知识与生活和社会的密切联系，激发学习的兴趣。 (2)在“探究光的反射定律”过程中，培养学生严谨、实事求是的科学态度。 1．重点： (1)通过实验探究，知道光在同种均匀介质中沿直线传播。 (2)通过实验，探究光的反射定律。 2．难点： (1)保证实验现象清晰、明显。 (2)光的反射定律的应用。 多媒体、激光笔、装有水的玻璃水槽、光屏(可折转)、玻璃砖(一面为磨毛面)、蚊香、牛奶、硬纸板、平面镜、量角器、三角板、铁架台、大头针。 一、光的传播 许多物体都不能发光，为什么我们能看见它们呢？ 1．光源。 师：你知道什么物体会发光？ 生甲：太阳、月亮。 师：太阳会发光，月亮本身并不发光，而是反射太阳的光。 生乙：电灯、蜡烛、萤火虫、水母等。 师：正在发光的物体叫光源，光源又分为自然光源和人造光源，以上哪些物体是自然光源？哪些物体是人造光源？ 生：太阳、萤火虫、水母是自然光源，电灯、蜡烛是人造光源。 2．光的传播。 师：声音是怎样传播的？有什么特点？ 生：声音是以波的形式在介质中传播，传播声音的介质可以是固体、液体、气体；在不同介质中速度大小关系为v固>v液>v气；声音在空气中传播速度与温度有关，在1个标准大气压下，15 ℃的空气中声音传播速度为340 m/s，真空不能传声。 师：光是通过怎样的路径传播的？ 生：讨论、交流得出：可能是沿直线传播的。 师：声音可以在固体、液体、气体中传播，光是否也可以在固体、液体、气体中传播呢？下面请大家分小组进行实验探究，四个人一组一套实验器材。光源是用激光电筒，为了便于观察光在空气中、水中、玻璃中的传播路径，实验中应该注意以下几点： (1)实验中利用点燃的蚊香产生烟雾，这样就可以观察到光在空气中的传播路径。 (2)实验中在水槽中放一光屏，让光束在水中紧贴光屏表面传播，或者在水中加入一些牛奶，这样可以清晰地观察到光在水中的传播路径。 (3)做光在玻璃中传播的实验时，玻璃砖要有一面为磨毛面，并让光束紧贴着磨毛面在玻璃中传播，这样可以观察到光在玻璃中的传播路径。 学生探究实验，教师巡回检查、指导。 师：你们分小组进行探究实验，得出什么结论？ 生甲：光可以在空气、水、玻璃中传播，传播路径是直线。 生乙：光可以在固体、液体、气体中沿直线传播。 生丙：光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 师：大家讲得很好，实验结论是要在实验事实的基础上加以概括、归纳、总结的，所以结论应是光在同种均匀介质中是沿直线传播的。光在真空中也是沿直线传播的。 3．光线。 师：在物理学中，用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，光线互相平行的光称为平行光，如图所示。 师：光的传播是实际存在的，光线是人们为了研究光的传播而画的图线，是一种“模型”。 4．应用——解释一些自然和日常生活现象。 (1)影子的形成。 师：由于光沿直线传播，所以当光遇到不透明的物体时，就会在物体后面形成影子，如课本P60图3－2。 演示实验1：利用灯光做手影游戏。 (2)日食、月食的成因。 播放课件，向学生展示日食与月食现象的发生过程。 演示实验2：模拟日食现象和月食现象。 器材：蜡烛、火柴、乒乓球、大皮球。 方向：用蜡烛的火焰作为太阳，乒乓球和大皮球分别作为月球和地球，让大皮球绕着蜡烛的火焰运动，乒乓球绕着大皮球运动。当蜡烛的火焰、乒乓球、大皮球三者在同一直线上时，大皮球上的某一部分在乒乓球的阴影中，这种情况相当于日食。当蜡烛的火焰、大皮球、乒乓球在同一直线上时，乒乓球在大皮球的阴影中，这种情况相当于月食。 向学生介绍日全食、日环食。 向学生介绍日晷和小孔成像的原理——光在同种均匀介质中沿直线传播。 5．光的传播速度。 师：光的传播速度很快，单凭视觉几乎无法察觉到光传播所用的时间，所以在历史上很长一段时间，人们一直认为光的传播不需要时间。直到17世纪才发现光是以一定的速度传播的。现在已公认光在真空中传播速度(光速)约为3×108m/s，相当于每秒能绕地球赤道七圈半。光在真空中的传播速度最快，在空气中传播速度接近于真空。光在水中的传播速度是真空中的，光在玻璃中的传播速度是真空中的。 二、实验：探究光的反射定律 我们能看见很多不发光的物体，就是因为发生了反射。当光射到物体表面时，被物体表面反射的现象叫做光的反射。那么，发生反射时，反射光与入射光有怎样的关系呢？请你提出猜想，并通过实验验证你的猜想。 师：一束入射光射到一块平面镜上，如图1所示，下面请同学们讨论猜想一下反射光将沿什么方向射出？ 师：请同学将你们的猜想在黑板上一一画出，为了便于说明，标出1、2、3，如图2所示。 下面我们先表决一下，支持1的请举手，支持2的请举手，支持3的请举手。 下面我们调换一下座位，请支持1的坐在左边，请支持2的坐在中间，请支持3的坐在右边，支持1的最多，支持2的最少，不过不要灰心，真理有时掌握在少数人手里，我们现在三军对阵，如何决出胜负呢？ 生：做实验。 师：做实验首先要设计实验方案，需要什么器材？怎样去做？请各组利用桌面上的实验器材：光源、一块平面镜、一个可折转的光屏、量角器、三角板、铁架台，讨论设计实验方案。 学生讨论、思考，设计实验方案，教师巡视指导。 师：先请一组到讲台上将其实验方案演示给全体同学看，其他组的同学要进行评议，这个设计方案行不行。 该组同学设计实验装置与课本P63图3－7相同，可在光屏上看到入射光线和反射光线，全班同学给予掌声鼓励。 生：分4个人一小组做实验，找反射光线。 师：1、2、3组的实验结果，得出反射光线将沿哪个方向射出？ 生：沿1方向射出。 师：有没有沿2、3方向射出？ 生：没有。 师：可见光沿2、3方向射出的猜想是错误的。 师：请1的支持者站起来，通过实验证明你们的猜想是正确的，让我们用掌声向他们表示祝贺。其他同学也不要气馁，下次受到祝贺的可能就是你们。 通过实验我们找到了反射光的射出方向，谁能给这两条光线起个名字呢？ 生：入射的光线叫入射光线，反射的光线叫反射光线。 师：入射光线、反射光线存在怎样的位置关系呢？我们还需要通过实验来研究，为了研究问题方便，我们可以把找到的入射光线、反射光线传播路径以及平面镜所在的位置在纸板上画出来。因为两点决定一线，所以在找到入射光线、反射光线传播的路径后，描两个点就可将其传播路径画下来。 生：在纸板上画入射光线、反射光线以及平面镜的位置，找两线位置关系。 师：反射光线的位置与入射光线的位置有什么关系？ 生：入射光线与平面镜的夹角跟反射光线与平面镜的夹角相等。 师：入射光线与镜面的夹角有两个(一个是锐角，一个是钝角)，同理反射光线与镜面的夹角也有两个，你们说入射光线与镜面的夹角和反射光线与镜面的夹角相等到底指哪一个角呢？可见这种说法是不确切的，不唯一的，为了更确切地描述入射光线、反射光线的位置关系，我们需要添加一条辅助线，这条辅助线加在哪里合适？ 生：讨论、交流。 师：请一位同学自己上台将辅助线加上。 师：这条辅助线与镜面垂直，既不偏向入射光线，也不偏向反射光线，非常“公正”地站在中间，像“法官”一样，因此我们就称它为“法线”。引入法线后，同学们考虑一下，如何描绘这两条光线的位置关系更确切？或者说就唯一了呢？ 生：讨论、思考得出：入射光线和法线的夹角与反射光线和法线的夹角相等。 师：谁能给这两个角起名呢？ 生：入射光线与法线的夹角叫入射角，反射光线与法线的夹角叫反射角。 师：根据一次实验的结果就能下结论吗？ 生：不能。 师：怎么办？ 生：改变入射光的方向，再做两次，并将实验所测数据记录在表格中。 师：请大家设计实验记录表格，并请一位同学上台在黑板上画出表格。 生： 实验次数 入射角i 反射角r 第一次 第二次 第三次 师：用什么工具量入射角、反射角？ 生：用量角器。 师：下面大家做实验探究反射角与入射角的关系，用不同颜色的笔画入射光线和反射光线，并将所测数据记录在表格中，得出实验结论。 生：实验结论是入射角与反射角相等。 师：先有入射角，后有反射角，因此只能讲：反射角等于入射角。而不能讲：入射角等于反射角，这时不能只考虑数值大小关系，还要考虑物理意义。 观察课本P63图3－7光路图，你还可得出什么结论？ 生甲：反射光线和入射光线分居法线两侧。 生乙：反射光线、入射光线与法线在同一平面内。 师：甲乙两同学回答正确，乙同学的结论你能用实验验证吗？ 生乙：可以。如果将光屏的另一半以法线为轴向后折，在光屏的另一半就看不到反射光线了。 师：大家一起做实验探究，是这样的吗？ 生：通过实验得出：是这样的。 师：可见反射光线、入射光线和法线在同一平面上。请大家总结光的反射规律。 生：光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。 师：根据“逆向思考法”，若让入射光线逆着反射光线的方向入射，同学们猜想一下，反射光线沿什么方向射出呢？ 生：可能逆着入射光线的方向射出。 师：我们的猜想对不对呢？怎么办？ 生：需要通过实验来验证。 师：实验结果是什么？ 生：入射光逆着原来的反射光线；反射光逆着原来的入射光线。可见，在光的反射现象中，光路是可逆的。 三、镜面反射与漫反射 演示实验l：拿一块平面镜将太阳光反射到某同学的眼上，问其感觉如何？(刺眼)刺眼说明光很强，看不清。其他同学有没有这一感觉？(没有)没有说明光没有反射到你眼中。 演示实验2：拿一块面积、形状与平面镜相同的硬纸壳，再做相同的实验，再提问那个同学，问此时有何感觉？(不刺眼，能看清)反问其他同学能不能看清？(能看清)能看清说明有光射入你的眼睛。 师：光射到硬纸板上所发生的反射我们叫它漫反射；光射到平滑镜面的反射我们叫它镜面反射。 生：为什么会发生漫反射和镜面反射？ 教师取两张硬纸条，把一些大头针垂直插在硬纸条上，可以看到这些大头针互相平行，教师把其中一张硬纸条折几折后，插在这张硬纸条上的大头针不再互相平行。 师：平的纸条把它看成平滑的反射面，大头针看成法线，平行光射向平滑平面时，入射角相等，反射角也相等，光沿同一方向射出去，发生镜面反射。弯折的纸条凹凸不平。各个入射点的法线方向各异，平行光射向凹凸不平的表面时，入射角不相等，反射角也不相等，反射光线向各个方向射出，发生漫反射，让学生看课本P65图3－9，进行想象、理解。 注意：漫反射时，每条光线的反射都遵守光的反射定律。 四、课堂归纳小结 师：本节课我们学到了什么？ 生：讨论、交流后得出：通过本节课学习，我们知道了：(1)正在发光的物体叫光源，如太阳是自然光源，电灯是人造光源。(2)光在同种均匀介质中是沿直线传播的，影子、日食、月食、小孔成像都是由光的直线传播造成的。光在真空中传播速度最大，约为3×108 m/s，v水＝v真空，v玻＝v真空。我们通过对光的反射现象的探究，得出了光的反射规律，学到了科学探究的方法，知道了镜面反射和漫反射。 第一节　探究：光的反射定律 1．光的传播。 (1)光源：正在发光的物体叫光源。 (2)光在同种均匀介质中沿直线传播。 (3)光线：用一条带箭头的直线表示光传播路径和方向。 (4)影子、日食、月食的成因。 (5)光传播速度。 真空中光速约为c＝3×108 m/s，v空气≈v真空，v水＝v真空，v玻璃＝v真空。 2．实验：探究光的反射定律。 光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。 3．镜面反射与漫反射。 本节课的重点是通过科学探究找到光的直线传播的规律和光的反射定律，让学生掌握科学探究的基本环节，即“提出问题——猜想与假设——设计实验——进行实验——得出结论——交流与评估”的科学探究方法。培养学生的创新能力，给学生提供大量器材，让他们自己设计实验、选择器材、经历实验过程，并在其中思考、交流、动手、探索、感悟。从中学生会发现一些非常有创意的方法。 学科网（北京）股份有限公司 $$