人教版八年级物理4.1光的直线传播 教学设计

教学设计
课程基本信息
课题
光的直线传播
教科书
书名：
物理
八年级上册
出版社：人教版
出版日期：
2012
年
6
月
教学目标
教学目标：
知识目标：了解光源，知道光源大致分为自然然光源和人造光源；点光源和平行光源；理解光的直线传播及其应用；了解光在真空中的传播速度。
能力目标：通过实验观察光在空气、水、玻璃等介质中的传播，有初步的观察能力，初步的分析概括能力；通过演示“影子”、“小孔成像”等实验，有运用物理知识解决简单问题的能力。
情感目标：通过实验、观察培养学生实事求是的科学态度，乐于探索的精神；
通过光的传播规律知识应用于日常生活，让学生体会物理是有趣的、有用的。
教学重点：
光的直线传播及应用
教学难点：
探究光的直线传播规律；用光线描述影子和小孔成像。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
1分钟
2分钟
7分钟
1分钟
8分钟
1分钟
1分钟
2分钟
1分钟
引入
光源
光的直线传播
光线
光的直线传播现象及应用
光速
光年
小结
+
布置
作业
同学们，大家好！我是来自北京市第十四中学的王波老师，请同学们准备好学习任务单，与王老师一起开始今天的学习。
【点PPT】
【说】网络上有一经典语录“世界那么大，我想去看看”，同学们，世界那么美，你们想去看看吗？想！老师也想去看看！好的，我们就一起看看吧。
【点PPT】【说】这是天安门美丽的夜景。
【点PPT】【说】这是傍晚祈年殿的剪影。
【点PPT】【说】这是美丽的鸟巢
【点PPT】【说】这是五彩缤纷的水立方
【点PPT】【说】这是可爱的小海豹
【点PPT】【说】这是美丽的灯光秀
【点PPT】【说】正是因为有了光，世界才如此绚丽多彩。
【点PPT】【说】同学们知道，我们要看见物体，必须有光进入眼睛；
【问】请同学们思考：你知道哪些物体能发光吗？
【学生答】太阳、水母、火堆、灯泡、闪电、萤火虫、灯笼鱼。
【点PPT】【说】同学们答得非常好，像太阳、点燃的蜡烛、节能灯、萤火虫、水母、发光二极管，这些物体的共同特征是能自行发光。
【点PPT出板书】把能发光的物体叫做光源。
【点PPT】光源可以分为自然光源和人造光源
如太阳、萤火虫、水母等是自然光源；点燃的蜡烛、节能灯、发光二极管等是人造光源。光源分类方法不止一种，例如：从一个点向周围空间发光的光源叫点光源；例如远离我们的能发光的恒星、蜡烛、灯泡等。能发出平行光的叫平行光源，例如太阳照到地球上的光、探照灯发出的光等都可以看成平行光。
【问】晴朗的夜晚，月亮经常挂在天空，照亮大地，那么月亮是不是光源呢？
【学生答】月亮不能自行发光，只能反射光，所以月亮不是光源。
【点PPT】【说】请同学们观察这三张照片，第一张是手电光束，第二张是投影光束，第三张是太阳光束。
【问】通过对这三张照片的观察，你能发现光是沿什么路径传播的呢？
【学生答】光是沿直线传播的。
【说】很好，以上三个事例中，都是光在空气中传播的情况，那么在别的透明物质中，光的传播路径也是直的吗？
【点PPT】【说】下面我们通过实验分别观察光在空气、水、玻璃中的传播路径是否都沿直线传播。
【播放实验一视频】
【说】这是一个充满烟雾的盒子，请同学们观察光在空气中的传播路径。
【问】同学们观察到光在空气中的传播路径是怎样的？
【学生答】光在空气中是沿直线传播的。
【说】同学答得很好。
【点PPT】【说】光在空气中沿直线传播的。
【播放实验二视频】
【说】让我们再来观察光在水中的传播路径；水槽中装入适量的水，让一束激光射入水中，请观察光在水中的传播路径。
【问】同学们观察到光在水中传播路径是怎样的？
【学生答】光在水中是也沿直线传播的。
【点PPT】【说】对，光在水中是沿直线传播的。
【播放实验三视频】
【说】再来观察光在玻璃中的传播路径；将一块厚玻璃板竖直放在桌面上，让一束激光射向玻璃板中，请观察光在玻璃板中的传播路径。
【问】同学们观察到光在玻璃中传播路径是怎样的？
【学生答】光在玻璃中也是沿直线传播的。
【点PPT】【说】非常好，光在玻璃中也是沿直线传播的。
【播放实验四视频】
【说】那么光是不是总沿直线传播呢？请看实验四，让一束光由空气斜射入水中，同学们再观察光的传播路径。
【问】同学们看到了光还是沿直线传播吗？
【学生答】光不在沿直线传播了，而是在空气和水面处弯折了。
【说】同学们回答的太好了，光由空气斜射入水中时，光在空气中沿直线传播，在水中也是沿直线传播，但是在空气和水的交界面上光不再沿直线传播了，而是发生了偏折。
【点PPT】【说】空气、水、玻璃等透明物质可以作为光传播的介质。刚才的实验表明：光在同种介质中沿直线传播。
【问】那么光在同种介质中，在任何情况下都沿直线传播吗?
【播放实验五视频】
【点PPT】【说】请看实验五，水槽中装有不均匀的盐水溶液，将激光从水槽侧面射入盐水中。
【问】同学们看到了什么现象？
【答】对，光在不均匀盐水中传播路径发生偏折。
【问】请同学们再仔细观察，如果让盐水变均匀些，光在均匀的盐水中又会怎样传播呢？
【答】非常棒，光在均匀的盐水中沿直线传播。
【点PPT】
【说】请同学们观看这段视频，我们发现远处的景物在晃动。这是因为光在不均匀的空气中传播时不再沿直线传播，而是发生偏折的缘故。这种现象在生活中很常见。通过前面的实验我们知道光在同种介质中沿直线传播这样表述不够准确。那么怎样表述的更准确些呢？
【学生答】光在同种均匀介质中沿直线传播。
【点PPT出板书】
【说】同学们太棒了！大量的实验都表明：光在同种均匀介质中沿直线传播。
【点PPT】【说】请看图片。
【问】同学们能不能把看到的光的传播路径画出来？怎样画？
【学生答】沿着光束画一条直线表示光的传播路径
【点PPT】非常好！
【问】怎样把光的传播方向也表示出来呢？
【学生答】在在直线上加一个箭头表示光的传播方向。
【点PPT】【说】同学们太棒了。对，在线段的中部画一个箭头表示光的传播方向
【点PPT出板书】光线
【说】通常用一条带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。光线是抽象出来的物理模型，实际并不存在。
【点PPT出板书】光的直线传播现象及应用
【说】生活中有很多有关光的直线传播现象和应用
【点PPT出板书】排队
【说】由于光的直线传播，同学们排队时，看到自己前面的同学挡住了前面所有的人，就说明队排直了。
【点PPT出板书】射击瞄准
【说】由于光的直线传播，射击瞄准时，要使枪上标尺的缺口、准星和靶心在同一条直线上，这样射击会更准确。
【点PPT出板书】激光准直
【说】由于光的直线传播，在开凿大山隧道时或者在城市中修建地铁时，常用激光束引导掘进机前进，保证隧道方向不出偏差。
【点PPT】同学们请看这张照片，这是人在路灯下的影子。
【问】影子是如何形成的呢？
【点PPT】【说】请看光路图，由于光沿直线传播，点光源发出的光在传播过程中遇到不透明的物体，在物体的后方会出现一个光照不到的黑暗区域，我们在右侧屏幕上就看到了物体的影子。
【点PPT】【说】古人充分利用影子的形状和障碍物轮廓相似的特点，把影子发展成为手影艺术和皮影艺术，还利用在不同时间物体影子的长短和方向不同，发明了计时的仪器日晷。
【点PPT】【说】请同学们欣赏手影表演
【点PPT】【说】请同学们欣赏皮影戏大闹天宫片段
【问】地球和月球的影子曾经让古人困惑了很久，同学们知道那是什么现象吗？
【说】对，就是日食、月食。
【点PPT出板书】日食、月食
【点PPT】同学们请看，这是日全食和日偏食的图片。
【问】日食是怎么形成的呢？
【点PPT】【答】我们一起通过光路图分析日食的形成：
我们知道，当月球运行到地球与太阳中间并成一直线时，月球巨大的影子投射到地球表面，【点PPT】在A区的人们完全看不到太阳，B区和C区的人们可以看到太阳的一部分。所以，在A区能看到日全食，在B区和C区能看到日偏食。
【点PPT】同学们请看，这是一组月食的图片。
【问】月食又是怎么形成的呢？
【点PPT】【说】我们一起通过光路图分析月食的形成：
我们看到月亮是因为月亮反射太阳光，【点PPT】【说】当月球的一部分处在A区时，我们看到的是月偏食；【点PPT】【说】当月球全部处在A区时，我们看到的是月全食。
【点PPT】【说】通常情况，太阳光穿过树叶间的缝隙，在地上或墙上会形成圆形的光斑，这一天，墙上圆形的光斑变成了弯月形。墙上弯月形的光斑是怎样形成的呢？请先看实验六。
【点PPT】播放实验六视频
【说】我们一起用身边的物品做个实验，准备一个空罐子、铁钉、半透明的塑料膜（或白纸）、橡皮筋、蜡烛、火柴，用铁钉在罐子底部扎一个直径约2mm小孔，另一侧蒙上塑料膜（或白纸），用橡皮筋扎紧；将小孔对着烛焰，可在塑料膜上看到倒立的烛焰，这一现象叫做小孔成像。
【点PPT出板书】小孔成像
【问】小孔成像是如何形成的呢？
【答】我们通过光路图分析：
【点PPT】烛焰上部A点发出无数条光线，由于光的直线传播，只有这一方向的光能通过小孔，到达光屏下部A’点，A’点就是A点的像；烛焰下部B点发出无数条光线，由于光的直线传播，只有这一方向的光能通过小孔，到达光屏上部B’点，B’点就是B点的像；同理烛焰中部发出的光也可通过小孔到达光屏上，这样在光屏上就形成倒立的烛焰A’
B’。二千多年前我国杰出的思想家、科学家墨子和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，这是历史上对光沿直线传播的第一次科学解释。
【点PPT】【说】同学们现在知道弯月形的光斑是怎样形成的吗？对了，这是日偏食的时候，太阳通过树叶间的缝隙在墙上成的像。
【说】打雷时，闪电和雷声是同时发生的，但我们总是先看到闪电后听到雷声，在学校的运动会上，我们也是先看到发令枪冒出的烟雾，后听到枪声。距离发令区越远，这个现象越明显，这是因为光速比声速大得多。
【点PPT出板书】光速
【点PPT】【说】光在真空中的传播速度最大，用“c”表示，
c＝3×108m/s
如果一个人以光速绕地球飞行，1s能绕地球七圈半。可见光速如此之大。
【点PPT】【说】光在空气中的传播速度稍小于真空中的速度，可近似认为等于真空中光速。
【点PPT】【说】光在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3；
【点PPT】【说】光在水中的传播速度约为真空中的3/4。
【点PPT】【说】太阳发出的光经过大约8分钟到达地球，这样我们可以估算出太阳到地球的距离。
【问】你听说过光年这个词吗？光年是一个物理量单位。光年是哪一物理量的单位？
【答】你答对了吗？光年是长度单位，用来表示天体之间的距离；1光年等于光在1年内传播的距离，约为9.46×1015m。
【点PPT】
【说】同学们，本节课我们要学习的新知识就这些，下面我们做几道课堂练习：
1.下列属于光源的是(
)
A.
月亮
B.
未通电的电灯
C.
熄灭的蜡烛
D.
燃烧的火焰
2.下列说法正确的是(
)
A.光总是沿直线传播的
B.光在同种介质中总是沿直线传播
C.光在同种均匀介质中沿直线传播
D.小孔成像不是光沿直线传播形成的
3.下列关于光速、光年的说法正确的是
（
）
A.光速是无限大的
B.光年是一个时间单位
C.光的传播速度总是3×108m/s
D.光年是天文学上的长度单位
老师把本节内容做一下小结：
今天我们学习了光源：能够发光的物体叫光源，像太阳、萤火虫、蜡烛、灯等等都是光源。还学习了光的传播规律，光在同种均匀介质中沿直线传播；知道了光的直线传播现象及应用，如排队、射击瞄准、激光准直、
影子的形成、日食、月食、小孔成像等；我们还知道光速，真空中的光速度是3×108m/s，它是一个重要的物理常数，希望同学们能记住。
【点PPT】今天的作业：
1.基础性作业：完成“学生资源中”的课后练习。
2.拓展性作业：同学们在课下进行小孔成像实验探究：
（1）探究物体与小孔的距离、光屏与小孔的距离对成像有何影响？
（2）探究小孔的大小和形状对成像有何影响？
今天，我们就学习到这里，同学们，再见。