二、光的直线传播（表格式教学设计）物理苏科版2024八年级上册

本文围绕光的直线传播展开，紧接“光的色彩”，为光的反射、折射奠基。通过实验探究、现象分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计亮点在于结合生活实例与历史记载，采用探究法、对比法等。从学生层面看，能激发好奇心与探究欲；对教师而言，提供清晰授课思路；课堂效果上，有效突破教学难点。

二、光的直线传播（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 课时数 1课时 教师 课题 二、光的直线传播 教学 目标 物理观念 知道“光在同种均匀介质中沿直线传播”的规律，并用该规律解释影、日食、月食、小孔成像等现象。 科学思维 将“光束”抽象为“光线”，学会用“带箭头的直线”表示光线，建立光的传播路径模型。体会“抓主要因素、忽略次要因素”的建模思想；用逻辑推理解释日食、月食的成因及小孔成像的倒立特性；思考“光是否一定沿直线传播？” 科学探究 探究光在不同介质中的传播规律，归纳得出光在同种介质中沿直线传播的结论；思考如何显示光在透明物质中传播的路径；探究小孔成像的大小等性质与哪些因素有关。 科学态度 与责任 如实记录光在不同介质中的传播特点；了解《墨经》中世界上最早的小孔成像记载、“夏商周断代工程”，增强民族科学认同感。 教材 分析 本节紧接“光的色彩”，由“光是什么”转向“光怎样传播”，为第三节光的反射、第四节光的折射奠定路径模型与实验方法基础。是学生在初中阶段第一次系统建立“光线模型—直线传播规律—影/日食/小孔成像”完整知识链，为九年级“几何光学”及高中“电磁波传播”提供认知台阶。以“影的形成”和“小孔成像”两个经典现象为载体，凸显“用光线模型解释自然现象”的物理思维，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。 学情分析 学生普遍见过树荫光斑、手电筒光束、皮影戏、日食新闻，对“影”和“光束是直的”有直观感受，但仅停留在“看得见”层面。学生刚接触“光线”这一抽象模型，容易忽视光线箭头的意义，对于一些光学问题意识不到画出简单的光路图进行分析。学生好奇心强，对“小孔成像”居然能“拍照”兴趣极高，动手欲旺盛，但耐心不足，欠缺仔细分析的习惯。探究活动中乐于小组分工，但角色不清，易出现“一人包办、余人旁观”。 教学重点 1．通过实验与现象归纳“光在同种均匀介质中沿直线传播”规律； 2．光在同种均匀介质中沿直线传播的现象解释。 3．会用“光线”模型定性解释影的形成、日食/月食、小孔成像等常见现象，并能用光线图进行简单推理。 教学难点 1．从“光束”到“光线”的抽象建模； 2．利用光路图进行小孔成像的定性分析：像的倒立、大小与哪些因素有关。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【问题情境】我们能看到周围的物体，是因为有来自物体的光进入了我们的眼睛。经验告诉我们，光可以在空气、水和玻璃中传播。那么，光的传播路径是怎样的? 思考并回答问题 学习新课 一、光在均匀介质中的传播 （一）活动2.3 观察光的传播路径 1．你能将物体的影子踩在脚下吗？ 2．做几个有趣的手影游戏，想一想，手影为什么会随手形的改变而改变？ 【结论】影子的形成说明了光在空气中沿直线传播。 3．如图所示是一束激光在充满烟雾的空气中传播的路径。在容器中注入水，再看一看，光在水中传播的路径还是直线吗? 【结论】光在空气、水等介质中是沿直线传播的。 【方法技巧】为了清楚地看到光在空气和水中传播的路径，可以在空气中喷些烟雾或在水中滴几滴牛奶。——转换法 4．观看光在不同介质中的传播路径（视频或演示） （1）光在玻璃砖中沿直线传播； （2）光在不均匀的液体中传播路径变弯曲； （二）光的直线传播 1．实验表明：光在均匀的透明固体、液体、气体中都是沿直线传播的。 2．日常生活中的现象：清晨，太阳光穿过树木间的空隙射入林中，犹如一缕缕笔直的金线，如图所示； 夜晚，各种各样的灯光化作一道道色彩斑斓的光柱，如图所示。 【结论】光在均匀介质中是沿直线传播的。 与声音不同，光不仅可以在空气、水等物质中传播，还可以在真空中传播。 （三）光线 1．光线：物理学中，常用一条带箭头的直线表示光传播的路径和方向，这样的线叫作光线。 2．光线是物理模型：光线是人们为了便于研究和表示光的传播而引入的物理模型。实际问题中，往往用多条光线来描述光的传播特点。 例如，当烛焰、灯泡等离我们较远时，可以看成一个点光源，光由其中心点向四周传播，如图所示。又如，在地面上接收到的太阳光，可看成平行光，用右图所示的光线表示。 （三）生活·物理·社会——中国古人对小孔成像的研究 1．阅读教材，了解《墨经》中对小孔成像的记载。“景(影)到(倒)，在午有端，与景长，说在端”、“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。在远近有端，与于光，故景障内也。” 【翻译1】“影子是倒立的。正午时，若有一个小孔，就会形成倒立的影像；影像的长度与小孔到成像面的距离成正比，其原理就在于这个小孔。” 【翻译2】光线照到人身上，再从小孔穿过，就像箭一样沿直线射出。人下部的光线经小孔后射向屏幕上方；人上部的光线经小孔后射向屏幕下方。脚挡住了来自下方的光，所以脚的影子落在屏幕上方； 头挡住了来自上方的光，所以头的影子落在屏幕下方。无论物体离小孔远还是近，只要小孔存在，光线通过它就会在暗箱内壁形成倒立实像；像的大小与距离成正比，因此影子（像）就映在暗箱里面。 我国北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中，也有关于小孔成像的记载。书中形象地描述了飞鸢通过窗户缝隙形成的影，其上下颠倒、左右相反。宋元时期的赵友钦还利用实验得到了小孔成像的大小、明暗与物距和孔的大小之间的关系，从而证明了光沿直线传播的特性。这些实验比西方类似的实验要早得多。 2．小孔成像实验 【探究实验】（1）如图甲所示，在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。 （2）如图乙所示，将点燃的蜡烛放在小孔前，并适当调整蜡烛到小孔的距离，观察塑料膜上是否有像，不断调整蜡烛、塑料膜到小孔的距离，观察塑料膜上像的大小是否有变化。 甲 乙 （3）如图丙所示，将圆孔改为方孔，观察塑料膜上像的形状是否有变化。 （4）如图丁所示，将蜡烛换成一只发光的灯泡，观察塑料膜上的形状。 【实验分析】烛焰上部的光线，由于光的直线传播，通过小孔后，射到了下部；同理，烛焰下部的光线通过小孔后，射到了上部。 【实验结论】①成像性质：倒立的大小不确定的实像。上下颠倒、左右相反。 ②影响成像大小的因素：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 ③像的形状：与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 3．小孔成像现象 例如，树下的圆形光斑，实质是太阳经小孔所成的像。发生日食，在地面上的光斑，是日食时日面形状的投影，所以光斑会变成月牙形。 【思考】树荫下的光斑如果不是圆形光斑，而是不规则形状的光斑，那么其形成原因又是什么呢？ 树荫下的不规则光斑，和圆形光斑一样，都是光的直线传播形成的。不过圆形光斑是太阳光经树叶间较小的孔隙沿直线传播，照射到地面上形成的太阳的倒立的实像。而不规则光斑，则是太阳光经树叶间较大的孔隙沿直线传播，照射到地面上形成的光斑（周围是树叶的影子）。 【例题1】沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若莺飞空中，其影随莺而移”，而在纸窗上开一个小孔，使莺的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“莺东则影西，莺西则影东”，如图所示。对此分析正确的是（　　） A．“莺东则影西，莺西则影东”描述的是图甲 B．“若莺飞空中，其影随莺而移”描述的是图乙 C．图甲和图乙都可以用光的直线传播来解释 D．小孔成像时，物左右移动时，其像的移动方向与物相同 【答案】C 【解析】A．“莺东则影西，莺西则影东”说明“影”是倒立的，描述的是图乙，故A错误； B．“若莺飞空中，其影随莺而移”，这是影子的形成，描述的是图甲，故B错误； C．图甲是影子的形成，图乙是小孔成像，都可用光的直线传播来解释，C正确； D．小孔成像时像是倒立的，所以像移动的方向与物移动的方向相反，D错误。 故选C。 【例题2】为探究光的传播规律，小明在家中做了如下三个实验： （1）探究光在气体中的传播规律。实验现象如图甲，为了使实验现象明显，小明在激光灯下方点燃了一盘蚊香，你认为这样做的目的是_____________________； （2）小明探究光在液体中的传播规律。实验现象如图乙，小明接着沿着水槽侧壁倒入浓糖水，看到实验现象如图丙；小明再用木棍搅拌后，实验现象又恢复到图乙。以上现象说明光在___________介质中沿直线传播。 【答案】 显示光的传播路径 同一种均匀 【解析】（1）烟是固体颗粒，光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射，反射的光进入人的眼睛，人能看到光的传播路线，所以点燃一盘蚊香是为了显示光的传播路径。 （2）由于糖水是不均匀的，所以沿着水槽侧壁倒入浓糖水，看到光线不再沿直线传播，而是发生弯曲，再用木棍搅拌后，糖水变得均匀，又看到光线沿直线传播了，这些实验现象说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 【例题3】如图所示，小明给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。 （1）分析比较 ___________两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关； （2）分析比较 ______两图，可以得出结论：小孔成像时像的形状由物体的形状决定； （3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 _______（选填：正立/倒立）的实像，说明小孔成像的原理是 ___________； 【答案】 乙、丙 甲、丙 倒立 光的直线传播 【解析】（1）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关。 （2）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关。 （3）小孔成像是光沿直线传播所成的像，通过观察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立实像。 （三）光速 【想一想】雷雨天，我们总是先看见闪电，后听到雷声，为什么呢？光速有多大呢？不同介质中光速相同吗？ 事实上闪电和雷鸣是同时发生的，但我们却是先看到闪电，后听到雷声。这是为什么呢？ 光传播得比声音快得多 真空中的光速是宇宙中最快的速度，用c表示。约为c=3×108m/s= 3×105km/s 不同介质中，光速一般不同。一般情况下，v真空＞v空气＞v水＞v玻璃 【对比学习】比较光的传播与声的传播 声音 光 真空不传声 光在真空中传播最快 15℃空气中声速340m/s 空气中光速近似3×108m/s 声音在空气中传播最慢 光在空气中比在其他透明介质中传播的快 声音传播需要介质 光的传播不需要介质 【例题4】当观察站在远处敲锣打鼓的人时，我们总是先看到他的动作，后听到锣鼓的声音这一现象说明（ ） A．光的传播不需要时间，而声音的传播需要时间　 B．光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度大的多　 C．用人眼看物体比用耳朵听声音反应更灵敏些　 D．总是先敲锣打鼓，后发出声音，动作先后不同 【答案】B 【解析】敲锣打鼓时，动作与声音是同时发生的，看见的动作是光速传播的，由于光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度大的多，所以总是先看到动作，后听到声音。 选项B正确。　 参与探究活动，并思考其形成原因 观察实验，归纳总结 认识用光线表示光的传播路径和方向，是一种模型法 学会画光线 阅读教材，自主学习 观察实验现象，思考分析其原理 初步了解实像，并分析为什么是倒立的像 交流讨论 练习例题 练习例题 结合生活实际，了解光速 对比声的传播，学习光的传播 练习例题 学习新课 二、日食和月食 在我国古代殷商时期的甲骨文中，就有关于日食和月食现象的记载。那时的人们还不能解释这种现象，以为是灾难降临的预兆。实际上，日食和月食都是与光沿直线传播有关的天文现象。 （一）日食 如图所示，月球运行到地球和太阳之间时，太阳光被月球挡住，在地球上形成阴影区，处在阴影区的人看不到太阳或只能看到太阳的一部分，这种现象叫作日食。太阳光全部被月球挡住时形成日全食，部分被挡住形成日偏食。 （二）月食 如图所示，地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区一一地影，一旦月球进入这个阴影区就会发生月食。太阳光全部被地球挡住时形成月全食，部分被挡住时形成月偏食。 （三）生活·物理·社会——日食、月食与“夏商周断代工程” 阅读教材，了解我国古代对于日食和月食的观测和记载。 【例题5】某天小王同学看到了日环食这一难得的景象。从物理学的角度来说，日食属于光的__________ 现象；如图所示，能描述其形成原因的是______（选填“甲”或“乙”）图。 【答案】 直线传播 甲 【解析】因为光是沿直线传播的，当月球转到太阳和地球中间，并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，形成日食，所以图甲是日食成因图。 【例题6】如图所示，图中描述的是_______ 现象（选填“日食”或“月食”），此现象可以用光的___________原理来解释（选填“直线传播”“反射”或“折射”）。类似的现象还有 ________ 。（写出一种即可） 【答案】 月食 直线传播 日食 【解析】由图示知，太阳光射向月球时，地球把光线挡住了，在月球上留下阴影，这是月食现象，可以用光的直线传播来解释。 当太阳光直线传播向地球时，月球把光挡住，会形成日食。 了解日食和月食的原理就是光的直线传播 阅读教材，自主学习 练习例题 课 堂 练 习 1．关于光的传播，下列说法中正确的是（　D　） A．光总是沿直线传播的 B．光只有在空气中沿直线传播 C．光的传播需要介质，在真空中不能传播 D．光在同种均匀介质中是沿直线传播的 2．当月球运动到太阳和地球之间，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的影子正好落到地球上时，如图，在a、b、c、d位置此刻都看不到日食现象的是（　D　） A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 3．如图所示，在盛水的玻璃水槽内滴几滴牛奶，用激光笔将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。下列关于实验的讨论错误的是（ B ） A．该实验中使用的激光笔属于光源 B．我们能看到光在水中的径迹，这是光直线传播的结果 C．我们看到光在水中的径迹是直线，说明这束光在水中是沿直线传播的 D．从该实验还可以看出，光在玻璃中也可以传播 4．如图所示是我国在2000多年前的《墨经》中记载的小孔成像实验。从物体出发的光沿直线穿过小孔，照在小孔另一侧的光屏上形成像，下列说法中正确的是（　A　） A．小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播 B．小孔成像成的是倒立的虚像 C．小孔成像像的形状与小孔的形状有关 D．小孔成像时保持光屏的位置不变，将物体远离小孔，光屏上像变大 5．圭表是中国古代重要的天文仪器，如图甲所示，圭表通过测量一年中每日正午时日影长度来推测二十四节气，日影是光的 直线传播 形成的。圭表的原理如图乙所示，为了在圭尺上观察到清晰的日影，立表需要用 不透明 （选填“透明”或“不透明”）物体制作，立春节气正午日影比夏至长，说明立春节气正午太阳在位置 B （选填“A”或“B”）。 倒立 光的直线传播 不会 6．在探究小孔成像的实验中，小明选用一个空的易拉罐，在其底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图示的位置放置在小孔的前方： （1）实验中，小明利用此装置可以看到烛焰在半透明膜上成的是 倒立 （选填“正立”或“倒立“）的像，此成像的原理是 光的直线传播 ； （2）勤于思考的小明又将小圆孔改成了小方孔，其他条件与（1）中保持相同，再观察烛焰的像，则半透明膜上所成的烛焰的像的形状 不会 （选填“会”或“不会”）改变。 板 书 设 计 二、光的直线传播 一、光的直线传播 1．光在均匀的透明固体、液体、气体中都是沿直线传播的，即光在均匀介质中是沿直线传播的。 2．物理学中，常用一条带箭头的直线表示光传播的路径和方向，这样的线叫作光线。 3．小孔成像所成像的性质： （1）像的正倒：倒立的实像，上下颠倒、左右相反。 （2）像的大小：与物体到小孔的距离以及光屏到小孔的距离有关。 （3）像的形状：与物体的形状相同，与小孔的形状无关。 4．光传播得比声音快得多；真空中的光速是宇宙中最快的速度，约为c=3×108m/s= 3×105km/s 二、日食和月食 日食和月食都可以用光的直线传播解释。 1．月球运行到地球和太阳之间时，太阳光被月球挡住，在地球上形成阴影区，处在阴影区的人看不到太阳或只能看到太阳的一部分，这种现象叫作日食。 2．地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区一一地影，一旦月球进入这个阴影区就会发生月食。 课 堂 小 结 二、光的直线传播 作业布置 1．完成课后作业：“实践与练习” 2．配套同步分层作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$