2023-2024学年人教版物理八年级上册同步教案：4.1 光的直线传播（表格式）

世界
第1节　光的直线传播
教材解读 　本节课是整个物理光学的第一课,主要内容是光的直线传播,涉及光源的概念、光的直线传播条件及光速。　本节教学可以从展示光源的实物开始,也可以从学生们讨论式学习开始。生活、生产中有各种各样的光源,可以让学生收集相关的资料(图片、文字或实物),通过参与实践活动,提高学习兴趣。通过对资料进行分析,得到光源的共同特征——能够发光。对于光源内容的教学,注意把握用时不宜过多,拓展性的教学活动可以放到课外去做。　学生已经知道一些光的直线传播知识,但对于物理学习,应重视演示实验,拓展学生的认识。光在空气中沿直线传播,学生已经知道,而光在玻璃和水中沿直线传播,学生的认识较少,一定要演示给学生看,使学生更好地理解光的直线传播条件。　关于“光的传播速度”,由于学生刚刚学完声音,了解声音在空气中速度的大小。故教材以此为基础,从学生熟知的现象展开光的传播速度的教学。从“光的传播比声音快”的感悟中,直接给出光在真空或空气中的传播速度:c=3×108 m/s。　关于“科学世界”,编写这个内容的目的是多方面的:联系神话故事,用科学的眼光审视神话,是破除迷信的重要方面;用光速的知识理解自然世界,拓展性地了解一些天文知识;了解非常大的长度单位——光年;培养学生对自然的热爱。
教学目标 知识与技能 　①了解光源,知道光源大致分为自然光源和人造光源;　②理解光在同种均匀介质中沿直线传播及其应用;　③知道光在不同介质中的传播速度不同,记住光在真空中的传播速度:c=3×108 m/s。
过程与方法 　①通过观察、思考、上网查阅资料等,了解光对人类生活的意义;　②经历研究光在空气中和水中直线传播规律的过程,重点培养设计实验(主要是显示光路)的能力;　③学会用“光线”描述光的传播径迹和方向,学习用作图法分析影子的成因等光学现象。
情感、态度与价值观 　①通过探究过程,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度;　②通过探究物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参与物理学习活动;　③阅读“科学世界——我们看到了古老的光”的内容,了解光可以反映宇宙的信息,感悟宇宙之浩瀚。
重难点处理 重点 　光的直线传播。利用实验证明光在气体、液体、固体中沿直线传播,也可以简单演示光斜射入水或玻璃中传播方向发生改变的情况,以说明光在同种均匀介质中沿直线传播。
难点 　解释简单的光现象。利用实验与作图的方法完成“手影”的形成、“小孔成像”的形成,利用多媒体或挂图解释“日食”“月食”的形成。
实验改进 　探究光在气体、液体和固体中如何传播:　一、用纯净水瓶装烟雾,用激光灯照射,观察现象。　二、用纯净水瓶装蓝或红墨水,用激光灯照射,观察现象。　三、用激光灯照射玻璃砖,观察现象。　结论:光在气体、液体和固体中都可以传播,且光在同种介质中沿直线传播。　四、尝试用纯净水瓶装半瓶水和烟雾,横放,用激光灯倾斜照射,观察现象。　结论:光在同种均匀介质中沿直线传播(光在不同介质之间传播径迹可能改变)。
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】播放视频:凿壁借光的故事。提出问题:你知道故事的主人公匡衡为什么要借光吗 这个故事,对你有哪些启发 观看视频,回答问题 通过历史典故,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,体现“从生活走向物理”的理念,同时培养学生刻苦学习的情感意识。
　　导入语:因为有光,我们才可以看到一个清晰明亮的世界,光可以使我们的生活变得多姿多彩。我们的生活离不开光,那么,光从哪里来 它是如何传播的 它有哪些性质呢 从今天开始,让我们一起来探究光现象。这节课,我们来学习——光的直线传播。
【探究新知】一、光源利用多媒体课件播放:播放一幅美丽的城市夜景和绚丽多彩的极光。提问:同学们,刚才我们看到了美丽的山城夜景,那么,这些把山城点缀得如此美丽的光是从哪儿来的呢 结合课本中的图,阅读课本,然后讨论交流。点评:光是光源发出来的。提问:除了课本上举的例子,你还知道哪些物体能够发光呢 太阳、星星、月亮、点燃的火柴、点燃的蜡烛、点亮的日光灯、反光的镜子、点亮的电视机屏幕都能发光吗 点评:月亮、反光的镜子是不能够发光的,星星当中也只有恒星能够发光,行星和卫星是不发光的。我们把这些能够发光的物体,称之为光源。像太阳、发光的萤火虫、深海中的水母这类自然中能够发光的物体,叫天然光源;像点燃的蜡烛,发光的霓虹灯和白炽灯这类由人类制造的发光物体,叫人造光源。板书:能够发光的物体都叫做光源。二、光的直线传播过渡语:生活中有各种各样的光,使我们的世界变得五彩缤纷,那么,光是如何传播的 请大家先回忆声音是如何传播的 设问:光可以在真空中传播吗 指令语:光在其他介质中是如何传播的 请大家根据自己的生活经验并结合图片说出你的看法。展示图片:生活中一些有关光传播的现象。过渡语:我们的经验真的可靠吗 请同学们利用桌面上的器材分组实验,探究光在空气、水和玻璃中的传播方式,通过比较得出结论。 观看图片,找出它们的共同特征听讲、思考回忆:声音的传播需要介质,真空不能传声。思考回答:阳光、月光、星光从太空中传播到地球上,说明光可以在真空中传播。相互讨论并根据生活经验总结:光是沿直线传播的。 通过展示图片,向学生介绍光源。使学生了解光源,知道光源大致可以分为天然光源和人造光源。创设情境,引导学生思考光是如何传播的。
1.探究光沿直线传播的条件(1)让激光笔发出激光在空气中传播,观察其传播路径。(温馨提示:为了增大可见度,可沿着激光的传播路径喷雾。)(2)让激光笔发出激光射向水中,观察其传播路径。(温馨提示:为了增大可见度,可向水中滴入少量牛奶。)(3)让激光笔发出激光射向玻璃中,观察其传播路径。(温馨提示:小组同学相互合作,分工明确。比一比,看看哪个小组做得最好。)来回巡视指导,辅助学生完成实验。设问:光在同一种介质中一定沿直线传播吗 请大家认真观察下面的实验。演示实验:光在不均匀的蔗糖水溶液中怎样传播。(提前5 min准备:把一大块有些潮解的蔗糖投入水中,不要搅拌,让它自己溶解,可以得到上面浓度小、下面浓度大的不均匀的蔗糖溶液)向容器中倒入适量热水,并用搅拌器充分搅拌,使蔗糖完全溶解。演示实验:光在均匀的蔗糖水溶液中怎样传播。总结以上几个实验,能得出什么结论 实验结论:光在同种均匀的介质中沿直线传播。 分组实验:(1)光在空气中的传播路径,结论:光在空气中沿直线传播。(2)光在水中的传播路径,结论:光在水中沿直线传播。(3)光在玻璃中的传播路径,结论:光在玻璃中沿直线传播。总结实验结论:光在三种相同介质中均沿直线传播。认真观察、思考得出结论:光在不均匀的介质中不再沿直线传播,而是沿曲线传播。得出结论:光在均匀的介质中是沿直线传播的。 让学生根据生活场景猜想光的传播方式,再亲自动手实验验证自己的猜想,得出光在同种介质中沿直线传播,让学生充分体验实验探究的过程,感受探究的快乐。通过蔗糖溶液由不均匀到均匀,光线由弯曲传播到直线传播的动态过程,突破了“均匀介质”的难点。
2.光线设问:我们如何在书面上表示光的传播情况 请大家自学课本70页“光线”部分,思考什么是光线 光线实际存在吗 为什么引入光线 归纳:用一条带有箭头的直线,表示光传播的径迹和方向,这样的直线叫做光线(如图所示)。点拨:光线是为了方便研究光学问题而建立的物理模型,实际上并不存在。3.光沿直线传播的现象及其应用过渡语:我们已经知道,光在同种均匀介质中沿直线传播,那么光沿直线传播在生产生活中有哪些应用呢 (1)激光准直让学生阅读教材中的图4.1-4,了解激光在引导掘进方面的应用。(2)瞄准——“三点一线”原则(3)日食和月食过渡语:生活中还有哪些常见的现象可以说明光是沿直线传播的 (4)影子的形成影子是如何形成的 (5)小孔成像演示实验:探究小孔成像的特点。器材:蜡烛、火柴、自制小孔成像器具(制作方法:两个套在一起的硬纸筒,内筒可以前后拉动,内筒的一端蒙上半透明的塑料膜,外筒的前端用硬纸片封死,硬纸片上穿一个小孔,直径约1 mm)。 自学,动手画一条光线,根据要求动手作图。结合课本内容以及生活经验,小组成员相互讨论,然后以小组为单位推举代表回答。思考后回答:光源发出的光照到不透明物体上时,会在物体的背后形成一块与物体形状类似的黑色区域,即影子。 为了便于研究光的传播规律,引入了“光线”。结合实验和日常生活中的应用,用光的直线传播解释影子的形成、小孔成像等生活中和自然中的重要现象。使学生对光的直线传播规律有更全面、更深刻的认识,激发学生学习光学知识的兴趣。
操作步骤:A.让小孔对着点燃的蜡烛,使蜡烛与小孔的距离在10~15 cm之间,观察塑料薄膜上所成的像的情况。B.改变蜡烛与小孔的距离,观察像的变化情况。C.保持蜡烛与小孔的距离不变,前后拉动内筒,观察像的变化情况。D.改变小孔的形状,重复步骤A、B、C。请回答:①像是正立的还是倒立的 改变蜡烛与小孔的距离,像如何变化 ②成像情况与小孔的形状有关吗 ③小孔成像的原理是什么 三、光的传播速度提问:打雷时,为什么我们总是先看到闪电后听到雷声 回答:光的传播速度比声速大。归纳:光在真空中的传播速度是c=3×108 m/s,在空气中的速度非常接近c,在水中的速度约为c,在玻璃中的速度约为c。拓展:光年表示光在一年内通过的路程。[注意]光年是一个长度单位而不是时间或速度的单位。思考:百米赛跑时,裁判员是看到枪冒烟计时准确还是听到枪声计时更准确 解释:由于光速比声速大得多,故看到枪冒烟计时更准确。课堂小结(略)课堂练习(略)布置作业(略) 根据实验现象分析总结、并回答相关问题。①小孔成倒立的实像,像的大小跟物体与小孔的距离以及小孔与光屏的距离有关。②像的形状与物体自身有关,与小孔形状无关。③光沿直线传播。阅读教材P71了解光的传播速度。 使学生了解光在真空和空气中的传播速度,并能运用物理知识解释生活中一些常见的光现象。