1 光的传播（表格式教学设计）物理教科版2024八年级上册

1 光的传播（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 4 能量 教学 目标 物理观念 1.知道光来自光源。 2.了解光在同种均匀介质中沿直线传播，能列举光的直线传播在生活中的应用。 3.了解光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s。 科学思维 能够通过较细的激光束抽象概括出光线模型，能运用光线分析 光的传播现象，体会模型构建的研究方法。根据实验现象归纳光沿直线传播的条件，强化使用证据的意识。 科学探究 通过观察光在空气和水中传播的现象，提高用实验法获取证据 的意识；能分析、处理信息，能用书面或口头语言概括光沿直线传播的条件，能 对探究过程和结论作出解释。 科学态度 与责任 通过光沿直线传播的探究性学习活动，认识到不能绝对 化地理解科学规律。通过墨子在光学中的贡献和光的直线传播规律在现代工程中 的应用，引导学生关心我国古代和现代科技成就，激发学生的民族自豪感。 教学 重难点 一、教学重点 1. 光在同种均匀介质中沿直线传播的条件。通过多种实验方法和生活实例，让学生深刻理解这一规律，为后续光学知识学习打基础。（重点） 2. 光直线传播的应用。通过分析小孔成像、日食月食、激光准直等现象，让学生掌握光直线传播在生活和科学中的应用，加深对光传播规律的理解。（重点） 二、教学难点 1.理解光在同种均匀介质中沿直线传播。“同种均匀” 这一条件对于学生来说较抽象，需要通过对比实验和分析让学生体会。（难点） 2.小孔成像原理的理解。小孔成像涉及到光的直线传播、像的倒立等概念，学生在理解像的形成过程和特点上有一定难度。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 教师：视频播放光现象图片，如城市夜景中的灯光秀、森林中透过树叶缝隙的阳光、舞台上绚丽的灯光等。同时播放一段包含光现象的视频，如烟花绽放的过程。 通过视觉上的冲击，激发学生对光现象的兴趣，引导学生关注生活中的光，从而自然地引入新课，让学生意识到光在我们生活中无处不在且充满魅力。 新课讲授 一、光源 问题一：光源 出示一些与光相关的图片。学生讨论除了电灯和太阳之外还有没有其他的发光的物体。 光源：能自行发光的物体叫作光源。 学生讨论回答结束多媒体展示图片，对以上四副图片找出不同点。引出光源 的分类。 1. 光源：能够自行发光的物体称为光源。 自然光源：太阳，萤火虫，水母等。 2. 光源的分类 人造光源：电灯，火把，蜡烛等 区分人造光源和自然光源的主要差别在于是否有人为的参与。 3.提问月亮是否是光源。 我们所看到的月亮，只是反射太阳光而已，并不是月亮本身发出的光，因此 月亮不是光源！ 提醒：行星、宝石、夜明珠、正在放映电影的银幕不是光源。 例1　自身能够发光的物体叫做 ，下列物体中：①太阳，②月亮，③蜡烛的火焰，④发光的水母，⑤闪电，⑥舞台灯光，⑦萤火虫，属于人造光源的是 ，属于天然光源的是 。 【答案】 光源 ③⑥ ①④⑤⑦ 【详解】[1]有的物体能够发光，有的物体本身不能发光，但能反射或透过或吸收其他光，自身能够发光的物体叫做光源。 [2][3]光源分为人造光源和天然光源，蜡烛、舞台灯是人工制造的，所以③蜡烛的火焰⑥舞台灯光是人造光源，①太阳④发光的水母⑤闪电⑦萤火虫是自然界中本身存在的，是天然光源。②月亮本身不发光，不是光源，能反射太阳光，所以看起来亮。 例2下列关于光源的说法中，正确的是（　　） A．能被眼睛看到的物体都是光源 B．天空中的星星都是光源 C．发光的电灯不是光源 D．点燃的蜡烛是光源 【答案】D 【详解】能够发光的物体叫做光源。 A．能被眼睛看到的物体不一定能发光，不一定是光源，故A错误；    B．天空中的星星有的是光源，如恒星，有的不是光源，如行星、卫星，故B错误； C．发光的电灯发出光，是光源，故C错误；    D．点燃的蜡烛发出光，是光源，故D正确。 故选D。 以学生熟悉的场景进入学习，增加可接受性 以具体可见的数据，为学生提供具体支撑，降低学习难度 帮助学生准确界定光源概念。 新课讲授 二、光沿直线传播 问题二：光是怎样传播的？ 出示光在空气中传播的图片，使学生可以很清晰地看到光在空气中沿直线传播。 引导学生进一步思考：光在其他透明物质中是沿什么路径传播的？你注意观 察过吗？引导学生提出问题、大胆猜想，设计实验并进行探究。 科学探究一：光在空气中传播 科学探究二：光直接射入水中。 科学探究三：光直接射入透明玻璃砖中。 鉴于学生对完整的科学探究流程还没有形成整体的认识，在探究过程中，教 师要适当提问并加以引导，逐步培养学生的思维能力和设计能力。 这两个探究实验表明：光在同种介质中沿直线传播。 教师提示学生进一步思考： （1）光在同种介质中都沿直线传播吗？ （2）光在不同种介质中会怎样传播？ （3）光在真空中可以传播吗？ 下面我们一起通过实验探究看一看同学们的猜想是否正确。 科学探究四：光斜射到平面镜或玻璃砖上。 教师：思考光是不是一直都是沿直线传播。 教师：光在不同介质中传播，路径发生偏折，那如果光在同种介质中是不是一定沿直线传播呢？ 科学探究无：光射入浓度不均匀的糖水，可看到光也不再沿直线传播，传播 方向发生了偏折。 ①用激光电筒照射不均匀糖水，观察光的传播路径，你发现了什么？ ②将糖水搅拌均匀，再观察光的传播路径，有什么变化？ 想一想：光在同种介质一定是沿直线传播的吗？小组实验：用激光电筒照射不均匀糖水，观察光的传播路径，你发现了什么？ 最后，结合阳光普照大地等生活常识，师生共同总结出光在真空中可以传播。 通过以上探究，我们知道了关于光的传播： （1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的。 （2）为表示光的传播情况，用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向， 这样的直线叫光线。光线概念的引入是为了方便研究和描述光的传播规律。从 下一节内容开始，凡涉及光的几何规律时，可以直接用光线来表示光传播的路线和方向。 教师强调：光线是抽象的模型，并不真实存在。 例3下列关于光线的说法中正确的是（　　） A．光源能射出无数条光线 B．光线不是真实存在的，人们用一条带箭头的实线来表示光线 C．光线就是很细的光束 D．光线是用来表示光传播方向的直线，常用虚线表示 【答案】B 【详解】光实际存在，而光线是人们为了研究方便而构建的一个理想模型——一条带箭头的直线，它实际上并不存在； A．光源是能发光的物体，所以能发光，但不是射出光线，故A错误； B．人们用一条看得见的实线来表示光线，它实际上并不存在，用到模型法，故B正确； C．光线只是表示光传播方向的一条直线，并不是很细的光束，故C错误； D．因为光的传播方向是确实存在，为了分析探究，于是用一条有方向的实际直线表示，即光线，光线常用实线来表示，故D错误。 故选B。 通过教师演示和学生分组实验，让学生直观地观察光在不同介质中的传播情况，激发学生探究光传播条件的兴趣。通过对比均匀和不均匀介质中光的传播现象，引导学生理解 “同种均匀” 这一抽象条件。 这些实验会给学生带来很大的视觉冲击，有效加深学生对光的直 线传播条件的理解。 新课讲授 三、光沿直线传播的现象 问题三：光的直线传播的应用 由于光沿直线传播，在不透明的物体后方会有光照射不到的区域，这便是影 子。 1. 应用影子的形成原理可以有很多奇妙的物理现象，日晷、圭表、皮影等均体现了我国悠久的历史和古代人民的智慧，日食、月食的形成也和影子的形成原理 相同。 日食、月食 1. 播放日食和月食形成过程的动画视频。 2. 结合动画，讲解日食是由于月球挡住了太阳射向地球的光，月食是由于地球挡住了太阳射向月球的光，都是光沿直线传播的结果。 3. 用示意图在黑板上画出日食和月食形成的光路图，帮助学生理解。 日食： 月食： 方法：对于基础较差的学生可采取教师设计情景或演示实验由学生来解释现象产生的原因。如手影的游戏、激光器的准直等，最后老师简介日食、月食。 活动：如何利用本课所学知识测量楼房的高度？说一说需要哪些器材？如何 设计操作过程？需要测量哪些数据？ 小孔成像：用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像，如图所示： 提问：如果打开电灯，一部分光将穿过小孔射到屏上，请同学们猜想一下，在屏上将看到什么？打开电灯，学生观察屏上的现象以及灯丝的形状，大家看到什么了？ 点评：“V”字形的光斑，灯丝的形状也是“V”字形的。但是开口和光斑相反。引导学生分析出小孔成像的原理及成像特点。 通过图片可看出，小孔成像过程中，改变像距或物距，可以改变成像大小。 你能利用身边的器材做一做小孔成像实验吗？ 小孔成像是由于光的直线传播形成的，是实际光线会聚而成的。小孔成像的形状与物体的形状有关，与孔的形状无关。 异同点 影子 小孔成像 不同点 “影子”是光不能到达的地方形成的黑暗区域。 “小孔成像”是由光的直线传播形成的，相对于物体成倒立的像。 “影”和物体形状相似，不一定和物体大小一样。 “像”的形状和物体是相似的。 相同点 都是光沿直线传播形成的。 激光准直： 1. 展示建筑施工中利用激光准直的图片和视频，如高楼大厦建设中用激光束保证建筑的垂直度。 2. 讲解激光准直的原理是利用光的直线传播，使激光束成为一条理想的直线基准。 3. 让学生举例生活中还有哪些利用光直线传播进行准直的例子，如射击瞄准等。 师生共同总结常见的光的直线传播的应用事例：（1）影子（日食、月食）； （2）小孔成像；（3）列队；（4）瞄准射击；（5）激光准直。 活动：让学生阅读课本P58的“讨论交流 光传播能量和信息”。 观察课本P58图4-1-7的（a）（b）（c）（d），讨论生活中是怎样利用光传播能量和信息的？ （1）光传播能量：太阳灶烧开水；激光在钢板上打孔。 （2）光传播信息：医生能通过光纤传递的信息看到病人体内的病灶；红绿灯控制交通信息。 例3“禾下乘凉梦”是袁隆平先生的中国梦。禾的影子的形成是由于（    ） A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的色散 D．光的折射 【答案】A 【详解】禾的影子的形成是由于光在均匀空气中沿直线传播过程中被挡住，在禾后形成的暗影区，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 例4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（　　）    A．a、b两位置 B．b、c两位置 C．a、c两位置 D．a、d两位置 【答案】D 【详解】日食是由光的直线传播形成的，由图可知，太阳射向地球的光线被月亮挡住，b、c两点会看不到太阳，而a、d两点会看到太阳，不能形成日食,故看不到日食现象。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 例5小刚同学在课外用易拉罐做成如图所示的装置来做“小孔成像”实验，下列知识能用来解释小孔成像的是（    ） A．光的反射 B．平面镜成像 C．光的直线传播 D．光路的可逆性 【答案】C 【详解】小孔成像是由于光的直线传播形成的，物体经过小孔成的像是倒立的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 新课讲授 四、光的传播速度 教师：同学们快速阅读课本P58-59，读完之后能告诉老师为什么在打雷的时候先看到闪电后听到雷声？ 说明：光的传播速度比声速快。光在真空或空气中的传播速度是3×108 m/s，在水中的传播速度约为在真空中的3/4，在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。 扩展：光速是很大的。如果一个飞人以光速绕地球运行，在1s的时间内，能够绕地球运行7.5圈。 教师：这里涉及了一个新的物理量——光速，物理学上用符号c表示，它的单位和速度一样都是米/秒，符号表示为m/s。通过看书我们可以知道在真空中的光速是宇宙间最快的速度，c＝3×108 m/s，在空气中，光速也可以近似地看为3×108 m/s，在水中的传播速度约为在真空中的3/4，在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。到这里我们可以得到光速在空气、水、玻璃中的大小关系v空气>v水>v玻璃。 板书：c＝3×108 m/s [说明]光在其他介质中的速度都比真空中的传播速度小。空气中的光速接近于真空中的光速，也可以认为是3×108 m/s。光在水中的传播速度大约为真空中光速度的，在玻璃中的传播速度大约为真空中光速的。 拓展：你们知道光年是什么单位吗？是时间的单位吗？ 光年是长度单位，1 光年指光在一年时间内传播的距离，一般用来表示天体 之间的距离。 例6科学家为了测量地球与某一行星的距离，向该行星发射一激光信号，3秒后收到该信号，求地球与这一行星的距离？（已知激光的传播速度为） 【答案】 【详解】解：光的传播速度为，从发射激光到接收激光，激光传播的路程为 内激光在地球与行星之间传播了一个来回，所以地球与这一行星的距离为 答：地球与这一行星的距离是4.5×108m。 通过有趣的 、有用的事例为载体，利用所学知识解释现象 ，学 以致用，拓展知识面 ，真正将所学知识应用到生活中。 通过动画视频让学生直观地看到日食月食的形成过程，降低理解难度。结合光路图讲解原理，进一步加深学生对光直线传播应用的理解，培养学生用物理知识解释自然现象的能力。 通过演示实验让学生观察到小孔成像现象，通过改变相关条件让学生发现像的变化规律，激发学生的好奇心和求知欲。通过讨论和原理讲解，帮助学生理解小孔成像这一复杂的光现象，培养学生的科学思维和分析问题的能力。 通过实际应用案例展示，让学生了解光直线传播在工程建设中的重要作用，拓宽学生视野。通过举例，引导学生联系生活实际，进一步理解光直线传播的应用。 通过数据对比让学生了解光在不同介质中速度的差异，通过介绍光速测量历史，培养学生对科学探索的敬畏之心。讨论光速在科技中的意义，让学生体会物理知识与现代科技的紧密联系。 课 堂 练 习 1．下列有关声与光的说法中正确的是（    ） A．“声”和“光”总是沿直线传播 B．百米赛道的终点计时员以听到发令枪声开始计时会提高运动员的成绩 C．光年是天文学上使用的时间单位 D．“蟋蟀鸣叫”说明蟋蟀是声源；“金光闪闪”说明金子是光源 【答案】B 【详解】A．声以波的形式自声源向周围传播，不是沿直线传播的。故A错误； B．因为发令枪声传到终点时需要一定的时间，听到枪声开始计时时，时间的测量值小于运动员所用的真实时间，故能提高运动员的运动成绩。故B正确； C．光年指光在一年时间内通过的距离，是长度的单位。故C错误； D．金子自己不能发光，是将射向自己的光反射出去，人们看上去觉得金光闪闪。故D错误。 故选B。 2．下列现象中不是由于光的直线传播引起的是（ ） A．日食月食 B．阳光下的树影 C．手影 D．我们能看到本身不发光的物体 【答案】D. 【解析】A．日食和月食的形成原因是光的直线传播，故A不符题意； B．阳光下的树影，影子是由光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．手影，影子是由光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．我们能看到本身不发光的物体，是由于光在物体上发生了漫反射，D符合题意。 故选D。 3.仙女座大星云是离地球最近的一个旋涡星系，它的直径约为16万光年，距离地球约为200万光年。有关仙女座的下列说法中正确的是（　　） A．我们现在看到的仙女座就是现在的仙女座 B．仙女座发出的光需6万年才能到达地球 C．仙女座发出的光需200万年才能到达地球 D．目前人类已有能力登上仙女座进行科学考察 【答案】C 【详解】光年是指光在真空中传播一年的距离，仙女座距离地球约200万光年，我们看到的仙女座是它 200 万年前发出的光，经过 200 万年才到达地球，所以我们看到的是 200 万年前的仙女座，而不是现在的仙女座。目前人类的科技水平远远无法实现登上仙女座进行科学考察。即使以接近光速的速度飞行，到达仙女座也需要 200 万年左右的时间，而且人类还面临着许多技术难题，如长时间的太空生存、能源供应、飞行器的速度和耐久性等。故ABD错误，C正确。 故选C。 4.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（    ） 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 【答案】B 【详解】A．激光笔正在发光，是光源，故A正确，不符合题意； B．我们能看到光在水中的径迹，光照在牛奶颗粒上发生了漫反射，我们能观察到光的传播路径，故B错误，符合题意； C．光在同一种均匀介质中沿直线传播，故C正确，不符合题意； D．光先进入玻璃，再进入水中，可在玻璃中传播，故D正确，不符合题意。 故选B。 5.出现金星凌日天象时，人们可通过滤光镜观察到太阳上有一小黑点，如图所示，小黑点即为金星，该天象是由于光的______而形成的，太阳、地球和金星三个天体可能分别处在图中a、b、c三个位置的某个位置上，其中金星应处在______位置上，试举出一个生活中应用此知识的例子如______。 【答案】直线传播，b，激光准直。 【详解】“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于b位置。 排纵队、射击瞄准、激光准直等都是光沿直线传播在生活中的应用。 6.如图所示为某路人按照图示箭头方向行进到达路灯杆处，在此过程中人在地面上影子的长度变化情况是 （选填：“不变”、“先变长后变短”或“先变短后变长”） 【答案】先变短后变长 【详解】由图可知，当人在远处时，人与灯光的夹角小，形成的影子长；当人逐渐走近路灯时，人与灯光的夹角会变大，此时形成的影子会变短；当人经过路灯逐渐远离时，人与灯光的夹角又会变小，形成的影子再次变长，因此，当人经过路灯时，影子先变短后变长。 7．如图所示是小明用易拉罐制成的简易针孔照相机： (1)小明从实验室借来用发光二极管制成的“F”字样光源，如图甲所示，将“F”字样光源、简易针孔照相机按图乙所示位置放好，小明观察到塑料板上所成的像是图丙中的 （填序号）。 (2)保持“F”字样光源的位置不变，将易拉罐靠近发光的“F”，小明观察到塑料膜上所成的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），像的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 (3)小华在实验中在易拉罐的底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到的“F”像有 （选填“一”或“两”或“无数”）个。 【答案】(1)② (2) 变大 变暗 (3)两 【详解】（1）使用针孔照相机时，小孔对着明亮的室外，让光线通过小孔进入筒内；物体发出或反射的光通过小孔后，这就是小孔成像。 （2）小孔成像的像的大小与物距、像距有关，物距减小了，像会变大；当易拉罐靠近发光的“F”时，小孔大小不变，透过的光量一定，像变大后光线分散开，像的亮度变暗。 （3）若在底部扎了两个小孔，那么每个小孔都会成一个像。 8．最美人间四月天，不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩，小刚坐在开着天窗的轿车里，通过天窗能看到天空的景色，如图甲所示，请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图，A点表示小刚的眼睛。 【答案】 【详解】光在同一均匀介质中沿直线传播，光线要进入人的眼中，最大范围就是从天窗的边缘处直线射入人的眼中，所以以天窗为分界，被挡住部分是看不到的。将A点与天窗口左、右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向人眼睛的光线，光的直线传播限制了人的观察范围，因此人所在的位置越深，它观察到的范围越小，如下图所示： 9.如图所示，路灯下站着小明和小强两人，地上留下了他们的影子，通过作光路图确定路灯灯泡S的位置。 【答案】 【详解】光在空气中沿直线传播，将小明和小强的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，就是灯泡的位置，如图所示： 课 堂 小 结 1. 引导学生回顾光在同种均匀介质中沿直线传播的条件、光直线传播的应用（小孔成像、日食月食、激光准直等）以及光的传播速度等知识点。 2. 在黑板上用思维导图的形式呈现知识框架，将光的传播条件、应用和速度等内容以清晰的逻辑关系展示出来。 板 书 设 计 一、光源：能够发光的物体。 1．自然光源：太阳、萤火虫、水母等。 2．人造光源：蜡烛、灯泡、火柴等。 二、光的直线传播 1. 条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。 2. 光线：通常用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向。 3．光的直线传播的实例：影子的形成；日食与月食；小孔成像等； 4. 应用：①激光准直；②射击瞄准时的“三点一线”等。 三、光速 1．光在真空中传播速度最大为3×108m/s 2．不同介质中的光速不同：v气>v液>v固 3. 光年：光在一年内传播的距离，是长度单位。 作业 布置 1.完成课后练习题，巩固光的直线传播的知识。 2.观察身边的一些光现象，并查阅资料尝试自己解释这些光现象。 教学反思 本节课的重点是通过科学探究找到光沿直线传播的规律，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”的科学研究方法，这为学生今后从事物理研究提供了一个基础的方法。培养学生的创新能力，给学生提供大量器材，适当的时间，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。从中会发现一些非常有创意的方法 / 学科网（北京）股份有限公司 $