初中物理人教版（2024）八年级上册第1节 光的直线传播教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册第1节 光的直线传播教学设计，共8页。教案主要包含了设计意图等内容，欢迎下载使用。

1．能识别光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源两类。
2．了解光的直线传播，能列举光的直线传播在生活中的应用。
3．知道光在真空中的传播速度。
4．通过观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。
教学重点
光的直线传播。
教学难点
用光的直线传播来解释简单现象。
教学准备
激光笔、喷雾瓶（或蚊香）、水槽、水、牛奶（或墨水）、半透明的果冻、浓糖水、漏斗、酒精灯、火柴、乒乓球、手电筒等。
教学过程
新课导入
故事新解引入：很久以前，一位父亲给三个儿子布置了一个任务，用一百元买能装满一百平米的仓库的东西。长子和次子分别花光一百元买了便宜的稻草和棉花，但都装不满仓库；而小儿子只用了一元买来一根蜡烛，他来到仓库，从容不迫的点燃了蜡烛，刹那间，仓库充满了光明。
问：此时小儿子成功完成任务了吗？
答：没有成功，此时他的影子区域没有光。
教师：为什么会出现影子？光的传播遵循什么规律？下面我们就来学习光的知识。
【设计意图】通过故事引入，增加趣味性，充分激发学生的学习热情。
新知探究
一、光源
1．讲授：世界万物，有些物体能够发光，带来光明，如太阳、蜡烛的烛焰。所有能够发光的物体都叫作光源。
太阳是自然界中本来就存在的，蜡烛是人类制造的，因此还可以将光源分为自然光源和人造光源。太阳属于自然光源，蜡烛的烛焰属于人造光源。
2．交流与讨论：你周围有哪些自然光源和人造光源？
学生分享课前预习任务1的成果，教师给予评价、补充，并注意对月亮、行星、电影银幕等常见的非光源进行解释与强调。
【设计意图】先简单解释概念，再由学生自由发散思维，交流生活中的光源，既能活跃课堂气氛，又能发现学生理解的偏差，及时进行纠正。
二、光的直线传播
（一）光的直线传播的条件
1．交流与讨论：展示声和光的传播对比表格，引导学生联系实际，完成表格。
引导：我们可以看到太阳，说明光能在真空和空气中传播；可以透过玻璃和水看到太阳，但不能透过墙壁看到太阳，说明光能在透明的液体、固体中传播。
【设计意图】通过声、光的对比，强化学生对知识点的记忆。
2．问题探究：光传播的径迹是怎样的？
（1）学生活动：让光通过去。
器材：4张硬卡片（3张卡片在中央挖孔、1张不挖孔）、4个长尾夹、手电筒。
过程：①用长尾夹夹住硬卡片，使卡片能竖直摆放在桌面上；②排列硬卡片，使手电筒发出的光能通过三张挖孔的卡片照射到第4张卡片上。
提问：怎样排列卡片，才能使手电筒发出的光通过三个孔？
现象：只有三个孔沿一条直线排列时，光才能通过。
结论：光在空气中沿直线传播。
（2）演示实验：打开激光笔，用喷雾瓶在光的传播路径上喷洒水雾，观察光的径迹。
学生观察现象：光在空气中沿直线传播。
（3）演示实验：在水槽的水中滴入几滴牛奶（或墨水），搅拌均匀，然后用激光笔从侧面向水中照射，观察激光在水中传播的径迹。
学生观察现象：光在水中沿直线传播。
（4）演示实验：用激光笔从侧面向半透明的果冻中照射，观察激光传播的径迹。
学生观察现象：光在固体中沿直线传播。
【设计意图】通过学生活动，活跃课堂气氛，培养学生的动手能力、归纳能力；通过演示实验，直观感受光的直线传播。
3．提出问题：光总是沿直线传播吗？
（1）演示实验：用激光笔在水面上将激光斜射入水中，并用喷雾瓶喷洒水雾显示光在空气中的径迹。
学生观察现象：光在两种介质的界面上发生了偏折。
（2）演示实验：①用漏斗将浓糖水注入水槽中水的下层，用激光笔从侧面倾斜照射，由最上层的糖水斜向下射入下层的糖水中。
学生观察现象：光束发生了弯曲，光在不均匀的糖水溶液中不沿直线传播。
②将水槽中的液体搅拌均匀，再次用激光笔照射。
学生观察现象：光束又变直了，光在均匀的糖水溶液中沿直线传播。
【设计意图】通过两个演示实验，使学生总结出光沿直线传播的条件，培养学生的观察、分析和归纳能力。
4．教师引导学生总结：光在同种均匀介质中沿直线传播。
教师补充：光在真空中也是沿直线传播的。
（二）光线
1．过渡：光是看不见摸不着的，那我们怎样研究光呢？
课件展示：光在液体中传播的径迹图片。
提问：能不能把看到的光的传播径迹画出来？怎样画？
答：因为光在同种均匀介质中沿直线传播，所以在光的传播径迹上画一条直线。
问：怎样表示光传播的方向？
答：在直线上画上箭头表示方向。
【设计意图】逐步引导学生构建光线模型，深化理解。
2．总结：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向。这样的直线叫作光线。
强调：光线是为了形象地描述光的传播情况而引入的一种理想模型，这种研究问题的方法叫模型法。光是实际存在的，而光线实际上是不存在的。光线是人们为了描述光的传播而引进的一个工具。
3．课堂练习：根据要求画出光线。
（1）用三条光线表示手电筒的发光情况。（预习任务，自主纠正后展示）
（2）画出一条表示人看到灯泡的光线。
提醒学生注意箭头的方向：远离光源，指向眼睛。
（3）“一叶障目，不见泰山”，画出被叶子遮挡而看不到的范围。
【设计意图】掌握光线的画法，尤其是对箭头的方向等易错点加以练习巩固。
（三）光的直线传播的现象
1．影子的形成。
（1）介绍影子的形成原理。
（2）练习：利用作图的方法，分析人通过路灯的过程中，影子长度的变化。
【设计意图】巩固光线的画法，深化对影子成因的理解。
2．日食和月食。
（1）介绍日食、月食的成因。
（2）活动：学生以小组为单位演示日食、月食。
用手电筒模拟太阳，乒乓球模拟月球，人的头部模拟地球，眼睛是发生日食或月食的位置；注意演示日食时，手电筒用弱光模式或关闭。
【设计意图】通过学生活动，既能即时评价学生对日食、月食的掌握程度，又能活跃课堂气氛，强化学习效果。
3．小孔成像（预习任务的实验）。
（1）引领学生回顾实验现象，订正预习作业。
（2）课件展示“小孔成像的光路图”“像的大小变化原理”的动图。
（3）总结：①成因；②像的形状；③生活现象；④像的大小。
【设计意图】该实验不属于重点，难度小，学生在小学阶段就已经有相关体验，因此作为预习任务由学生自主进行，教师只在课堂进行总结梳理。
（四）光的直线传播的应用
简单介绍激光准直、队列排直、射击瞄准、日晷、皮影戏、手影游戏等应用。
【设计意图】通过课件展示，让学生简单了解该部分内容。
三、光的传播速度
1．历史介绍：打开电灯，房间墙壁立刻被照亮了，光的传播需要时间吗？在人类漫长的历史中，大家曾一度认为光的传播是不需要任何时间的，也就是光的传播速度无限大。
第一个对“光速无限大”提出质疑并设计“测量光速实验”的人就是伽利略。我们来看看伽利略是怎么做的。伽利略一行四人，分成两组，分别登上两座相隔甚远的山峰，每组各自携带一个改造的煤油灯（在灯的一面加上了一个滑盖，当滑盖被放下时，亮光就可以被挡住，而滑盖被拉起后，亮光又会照射出来），一个钟摆计时装置，以及记录数据的纸和笔。
在上山前，伽利略开始给队员们布置任务：A区先打开煤油灯，B区的人看到A区的光后立刻也打开煤油灯，A区的人看到B区的光后立刻关上煤油灯，B区的人看到A区关灯后也立刻关灯，A区的人看到B区关灯后再立刻开灯，循环往复。负责记录数据的人记录在钟摆的一个来回内，总共看到多少次信号。
于是，他们带着必胜的信念上山去了。伽利略的智慧是过人的，他已经有了用统计学的方法来消除误差的想法。他很清楚，他们在打开、关闭煤油灯的过程中，必然会有很多来自方方面面的误差，要消除这个误差，就必须重复大量的实验取平均值。
你可以想象，在那个寒风凛冽的夜晚，在伸手不见五指的山顶上（为了实验效果，要特意选择没有月光、星光干扰的阴天），伽利略和他勇敢无畏的助手们为了探求光速的秘密，不知疲倦地做着开、关煤油灯的机械动作，旁边还有两个人一边数着煤油灯开关的次数，一边还要注意钟摆的摆动，其难度可想而知。
然而不幸的是，虽然有必胜的信念，但这却是一个不可能完成的任务。用煤油灯和钟摆计时器测量光速，无异于把比萨斜塔抱起来去测量细菌的长度，但我们仍然要向伽利略致敬，是他吹响了人类向“光速测量”进攻的号角。
【设计意图】通过历史故事，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学精神。
2．讲授光速的知识：真空中的光速，空气、水、玻璃中的光速。
3．练习：
（1）光年：宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表示方便，天文学家使用一个非常大的长度单位——光年，1光年等于光在1年内传播的距离，请算出1光年等于多少米。
（2）地球距离太阳约1.5×1011 m，太阳光传到地球大约要多少秒？
【设计意图】通过练习，认识光年，掌握光速的简单计算。
四、课后活动
实验探究：树荫下光斑的成因。
提出问题：树荫下的光斑是树叶的影子还是太阳的像？
内容要求：（1）观察：树荫下有几种类型的光斑？
（2）探究：小孔成像时，孔的大小、形状对像有什么影响？
（3）解释：树荫下不同光斑的形成原因。
【设计意图】培养学生的实验探究能力和综合分析能力，让学生感受物理与生活的紧密联系，培养学生利用物理知识、实验探究等方式解决实际问题的意识。
课堂小结
板书设计
一、光源
1．常见的自然光源、人造光源
2．非光源
二、光的直线传播
1．光的直线传播的条件
2．光线
3．光的直线传播的现象
4．光的直线传播的应用
三、光速
教学反思
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