初中沪科版（2024）探究：光的反射定律教案

这是一份初中沪科版（2024）探究：光的反射定律教案
光的反射
教科书书名
物理
出版社
上海科学技术出版社
出版日期
2024 年 6 月
教材分析
本节课是上海科学技术出版社八年级物理全一册第三章第一节《探究：光的反射定律》一节，教材中《探究：光的反射定律》一节的学习内容为“光的传播”和“光的反射”。本节课学习“光的反射”，其中的“光的反射定律”是本章的一个核心规律，它是光学最基本的规律之一，也是平面镜成像的原理。光的反射和光的直线传播、光的折射是光传播的三种基本现象，学习光的反射是对另两种现象认识的基础。光的反射是常见的自然现象，同时由于家庭教育等，学生对光的
反射现象并不陌生，也可能对光的反射定律有所了解。但是在八年级第一学期，学生缺乏立体几何知识储备，对平面几何也仅有简单的认识，他们对反射光线和入射光线之间的空间关系、法线的作用的理解是有困难的。所以说，学生就是对光的反射定律有了解，其也仅限于表层认识或机械记忆。因此，本节课采用“情景-活动”的教学模式，学生通过感受现象、模拟活动和演示实验等，在感受反射光线和入射光线之间的空间关系的基础上，知道反射光线和入射光线所在平面与反射面垂直,并进一步认识到法线的作用,最后理解光的反射定律。基于以上分析，本节课的教学重点是“光的反射定律”。由于学生缺乏对三维空间中线和面关系的认识，因此“引入法线的意义”是本节课需要突破的教学难点。本节课的教学要求学生主动参与，在观察现象、模拟活动、探究交流等过程中，感受观察、猜想、推理等透过现象看本质的思维方法，在此过程中逐步实现由自然常识向物理的学习转变，并由此体验
物理的学科魅力和学习乐趣。本节课的学习内容是落实“从生活走向物理，从物理走向社会”课程理念的良好载体。
学情分析
八年级学生已具备一定的与光的反射相关的生活经验，但对科学探究的过程还不熟悉，语言表达能力、动手能力和归纳能力有待加强，需要在本节课的学习中进一步培养学习物理的方法，提高学习物理的能力。
学习本节课的内容以光源、光的直线传播和光线等知识为基础，用于感受光的反射现象，研究光的反射定律。本节课通过创设情景引入课题，在感受光的反射现象过程中，引出入射光线、反射面、入射点、反射光线，并通过观察、猜想、实验和分析，看到反射光线与入射光线从合适角度看，可以重合或同时显示在同一个平板面内，说明反射光线与入射光线在同一个平面内。构建两条相交的线一定确定一个平面，我们发现，保持入射点位置不变，改变入射光线的空间位置，对应反射光线的位置相应改变，入射光线与反射光线所在的平面，总会有一条相交的轴线，且这条轴线始终不变。这条线对反射光线空间位置的确定很关键，从而引入法线、入射角和反射角，继而得出光的反射定律，最后学习生活中的光的反射现象。
本节课的教学要求学生主动参与，在光的反射定律的形成过程中，感受猜想、验证和归纳的科学方法和透过现象看本质的思维方法，体验探究的乐趣，懂得交流与合作的重要性。
课时目标
1.物理观念
（1）知道光的反射现象；
（2）探究并了解光的反射定律；
2.科学思维
通过法线的构建，研究反射光线和入射光线的位置关系，感受建模的思想和透过现象看本质的思维方法；
3科学探究
经历探究光的反射定律的过程，感受“猜想、分析，验证和归纳”的科学方法。
4.科学态度与责任
（1）通过实验的过程，让学生感受物理的美。
（2）在探究光的反射定律的活动中，体验探究的乐趣，懂得合作与交流的重要性；
教学内容
教学重点：
1.光的反射定律。
1.法线的建构。
2.研究反射光线和入射光线
的位置关系。
教学难点：
1.学生实验器材（两人一组）：小型光具盘、小平面镜、激光光源。
2 .演示实验器材：可折叠光屏、激光手电、平面镜、刻度尺等。
教学资源
评价任务
1.学生通过观察，了解光的反射要素。
2.学生通过实验探究和“照亮指定物体游戏”知道光的反射的特点；通过老师讲解扩展知道光的反射的应用。
3.通过实验探究教师讲解，理解光路是可逆的；知道生活中哪些现象是镜面反射、漫反射。
4.学生通过老师的演示讲解和小组合作实验探究，培养学生描述现象，归纳规律的能力；在活动中、实验中观察物理现象，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。
教学活动
教师活动
学生活动
活动一：以魔术箱子引入光的反射，引发学生思考，光是沿直线传播的，那照进箱子中的光线是怎么传播出来的呢？
活动一：猜想光是怎样传播出来的。
活动二：带领学生一起认识一点、两角、三线
活动二：熟悉要素
活动三：演示反射现象，让学生清晰看到光线，提出入射光线、反射光线、法线的位置关系
活动三：学生动手做实验，验证入射光线、反射光线位于法线两侧的位置关系
活动四：改变入射光线，让学生观察两角的变化，提出两角是否相等的问题
活动四：学生动手做实验，验证两角相等
活动五：折叠光屏，观察是否还能看到反射光线，提出问题三线是否共面
活动五：学生动手做实验，验证三线共面
活动6：“你来照亮我”游戏，体会反射现象的趣味
教学过程
引入
1．通过一个箱子魔术导入新课。
新课
2．光的反射现象
（1）展示光的反射光路，
（2）实验1：让学生感受光的反射现象。教师讲解：光的反射现象。
使用激光笔和平面镜，使其吸附到黑板上，用激光照射到镜子上，射入入射光，通过黑板显示光路，观察入射光线和反射光线。改变入射光的空间位置观察反射光的位置相应改变，
（3）问题：光的反射有什么规律呢？
通过观察垂直入射和斜射分别能够看到几条光线提出问题，引出实验探究。
3．光的反射定律
（1）演示实验2：加入一条绿色光线（基准线），显示光的反射现象，发现基准线不动，光线围绕两侧改变位置，猜想这条基准线对于确定反射光线的空间位置有一定作用，引入这条线的必要和重要作用。同时，观察反射光线，入射光线与基准线在同一平面内，建立引入法线过程，认识并定义法线。建立法线概念，法线的重要作用是便于确定反射光线的空间位置，方便研究反射光与入射光之间的关系。
分析：运用实验和数学的方法，建构法线的重要性，方便确定反射光线的空间位置。
得出：反射光线，入射光线与法线在同一平面内的认识。
画出光的反射的光路，介绍入射光线，反射光线，以及法线。
（2）演示实验3：教师演示光在黑板面上的反射现象，利用可折叠的光屏、激光笔、小镜子等器材，改变入射光的位置所在的区域，发现“反射光线和入射光线之间还有怎样的位置关系”。通过实验发现，反射光线与入射光线分别位于法线两侧
问题：现在我们任意画出一条反射光线，那么反射光线究竟沿什么方向射出呢？有什么方法或规律可以准确确定反射光线的位置呢？我们还需要测量一些角度，由于镜面可能凹起或凸起，还是测量光线与法线的夹角好一些，教师介绍，入射光线与法线之间的夹角叫做入射角反射，反射光线与法线的夹角叫做反射角.
问题：那么反射角和入射角之间有定量的关系吗？下面我们就通过一个实验来研究一下：
（4）实验4：使用“光反射实验装置”，包含小型光具盘等器材，实验研究“反射光线、入射光线与镜面的夹角的大小关系”。学生多次测量发现，反射角等于入射角。
（5）师生共同总结，得出“光的反射定律”的具体内容。
通过大量的实验研究得出结论，在物理学中称为光的反射定律：
光反射时，入射光线，反射光线与法线在同一平面内，入射光线和法线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。
同学们可以发现，入射光线和反射光线关于法线是对称的。或者用数学上的描述是：法线是入射光线与反射光线构成的一个角的角平分线。
拓展思考：在实验的基础上，光反射时还有什么规律呢？教师适当演示光反射时光路可逆。
4．光的反射现象和反射定律的应用
实验5：用手电筒照在镜面和纸上，观察；照在平面镜上，反射光斑和光照亮情况。
实验6：观察镜面反射和漫反射模型实验。
教师介绍镜面反射和漫反射。一束平行光投射到光滑物体表面，如镜面或平静的水面，其反射光束仍然平行的，这种反射叫做镜面反射。一束平行光投射到粗糙物体表面，经反射后，反射光线不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。介绍光污染现象；利用小实验体验两种反射的不同；镜面反射和漫反射，有条件和时间演示两种反射的立体效果，或板面内的平面效果。解释为什么在不同位置看到物体的原因。多亏有漫反射，我们才能从不同方向看到不发光的物体。其原因是，光照射物体，发生反射现象，物体表面反射光。在不同方向，人的眼睛都可以接收到反射光，眼睛看到物体。解释反射的一些应用，镜面反光，电影幕布，黑板等表面粗糙一些好一些的原因。
（三）小结
（1）光的反射定律：光反射时，入射光线，反射光线与法线在同一平面内，入射光线和法线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。
（2）应用：交警执勤身穿荧光服
（四）作业
（五）板书设计
3.1 光的反射定律
光反射时，入射光线、反射光线与法线在同一平面内（三线共面）
入射光线和法线分别位于法线两侧（两线分居）
反射角等于入射角（两角相等）
作业设计
1．如图甲所示，轿车司机从右后视镜中观察到同向驶来一辆越野车，下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示。设两车均匀速向前行驶，下列说法正确的是（ ）

A．越野车在轿车司机的左后方行驶
B．后视镜中的像是光的反射形成的
C．越野车比轿车行驶的速度慢
D．越野车离后视镜越近像就越大
2．小王同学在家里将一个平面镜放在水平桌面上，再把一张可沿ON折叠的硬白纸板ENF竖直的立在平面镜上，以此来探究光的反射规律。通过测量他发现此时入射光线与平面镜成50°夹角，如图所示，则（ ）

A．反射光线与镜面的夹角是40°
B．将纸板NOF向后折叠，则反射光会消失
C．入射角增大10°，反射角也增加10°
D．光在纸板上发生了镜面反射
3．若要使图中的反射光线射中墙壁上的目标，在激光笔不动的情况下，可将平面镜（ ）

A．水平向左移动B．水平向右移动
C．竖直向上移动D．竖直向下移动
4．一束阳光与镜面成60°角照射到平面镜上，此时反射角为（ ）
A．60°B．30°C．40°D．0°
5．在如图“探究光反射时的规律”实验中，下列说法正确的是（ ）

A．实验时用的硬纸板应选用粗糙的，目的是让光在纸板上发生漫反射
B．将纸板右半部分向后翻折，发现纸板上不能看到反射光此时反射光消失了
C．多次改变入射光线AO与法线NO的夹角，可以得出结论：入射角等于反射角
D．当入射光线AO与法线NO重合时，不存在反射现象
6．如图所示，在“探究光的反射定律”时，把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，使一束光AO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OB。下列相关说法中（ ）
①纸板F向后折时看不到反射光线，是因为这时没有反射光线
②将入射光线AO沿着逆时针方向转动，则反射光线OB将会沿着顺时针方向转动
③当光线AO与平面镜夹角为40°时，则反射角为50°
④实验中多次改变入射角，测量多组数据，目的是为了减小误差

A．只有①③正确B．只有①④正确
C．只有②③正确D．只有②④正确
7．小童在探究“光的反射定律”时，让一束光线贴着纸板沿EO方向入射，但纸板并未与平面镜垂直（如图所示），他 （选填“能”或“不能”）在纸板B上看到反射光线，此时的反射光线、入射光线及法线 （选填“仍在”或“不在”）同一平面内。

8．小明用如图所示的实验装置“探究光的反射规律”。将纸板竖直放置于平面镜上，入射光线与镜面夹角为40°时，反射角为 度；移动激光笔，使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿 方向转动。

9．晓彤利用如图所示的装置探究光的反射定律。
（1）在图中红激光笔发出的光相当于 线，当绿色光束与红色光束夹角变小时，反射角 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）实验中晓彤改变入射角的大小，测得数据如表所示，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致，请你分析晓彤测量实验数据过程中可能出现的问题是 。
入射角/°
20
30
40
50
60
70
反射角/°
70
60
50
40
30
20
（3）从A侧往B侧看，当我们观察到 现象时证明反射光线、入射光线和法线在同一平面。

10．如图是小明探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以绕ON转折的E、F两部分组成。
实验次数
入射角
反射角
1
20°
70°
2
30°
60°
3
50°
40°
（1）要使入射光和其反射光的径迹同时在纸板上出现，你认为纸板与平面镜的位置关系是 （填“垂直”或“不垂直”）。实验时，从纸板前不同的方向都能看到光的径迹，这是因为光在纸板上发生了漫反射。
（2）小明让一束光沿AO贴着纸板E射到平面镜上，在纸板F上会看到反射光OB的径迹。三次改变入射角的大小，实验所测得数据如上表所示，他根据表中数据得出的结论和其他同学的结论并不一致，请你分析小明测量实验数据过程中出现的问题是 。
（3）三次实验中，总能在纸板上观察到入射光和反射光的径迹。由此小明得出结论：“在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内”。请你评估小明的做法是否合理。答： ，理由： 。