初中物理第一节 光的传播与物体的颜色教案
教案示例 |
第一课时 第二课时 |
第一课时:光的传播
教学重点和难点:
1.重点:(1)探究光的直线传播规律 (2)光直线传播的应用 (3)光速
2.难点:(1)本影和半影的概念 (2)日食、月食的成因
课前准备:
学生课前准备:荧光棒、小激光笔、果冻、半个大可乐瓶、一小段香、火柴、蜡烛、牙膏盒、一块10厘米见方的半透明塑料膜、棉线、三根大头针、一块纸板
教学器材:小烧杯、手电、日食和月食演示仪(三球仪)、瓦数较大的灯泡、多媒体课件、简易“针孔照相机”(制做方法:把一个大废纸箱的底面封好,在上面扎一小孔,去掉顶面,封上一张半透明塑料膜即可.)
教学过程设计:
教学过程 |
教学活动设计 |
学生活动设计 |
引课 |
播放视频资料:一些在自然界中以及与人们生活密切相关的光现象. “自然界中,万物生长靠阳光.到了晚上,灯光照亮了整个世界.美丽的礼花把节日的夜晚装点得更加绚丽多彩.我们的生活离不开光,相信你在学习完本章后,会有更深的体会.” 由此引入“第五章---光现象”,教师板书章标题. “有关光的知识,你最想了解哪些内容?请同学们踊跃提出你的问题.” 教师写副板书,列出学生说的感兴趣的问题,并对学生的发言给予肯定. “同学们提出了这么多非常好的问题,我们将会在以后的学习过程中一一解答.因为时间关系,我们今天重点来研究光是如何传播的?” 教师板书本节课标题: “第一节 光的传播” |
学生观看 学生自由发言,提出自己感兴趣的有关光现象的问题. |
光源概念 |
“我们每个人都经历过停电,特别是到了晚上,它会给我们的生活带来许多不便.假设现在停电了,我们怎么办?” 教师关掉暗室里的灯,模拟“停电”场景. “请同学们想一想:你们用来照亮周围的这些物体都具有什么特点?” “在物理学里,我们把那些能够发光的物体叫做光源.” 老师板书光源概念. 投影片: 请你在以下物体中找出哪些是光源: 太阳 地球 月亮 萤火虫 蜡烛 电灯 桌椅 霓虹灯 “在这些光源里面,有些是自然存在的,例如:太阳、萤火虫.有些海洋生物也能发光,比如生活在深海中的水母.还有些光源是通过人工制造的,例如:蜡烛、电灯、霓虹灯等等.” |
学生想出各种方法,用来照亮周围. 有的学生打出手电光,有的挥动荧光棒,有的点燃蜡烛. 学生回答:“这些物体都可以发光.” 学生回答:太阳 萤火虫 蜡烛 电灯 霓虹灯 学生观看萤火虫、水母的照片 |
光的传播 规律: 提出问题 2.猜想 3.设计实验 4.进行实验 分析论证 6.评估 提出新问题 |
“光源发出的光是如何传播的呢?” “请同学们根据生活经验,说说自己的看法.” “到底谁说的对呢?显然,科学仅靠猜想是不够的,我们需要通过实验去检验.” 老师用激光笔发出的光在墙上打出一个亮点,但看不到光从笔到亮点之间的传播路径. “当我们看不到光的传播路径时,可以采用什么方法,让它能够很清晰地显示出来?请小组讨论一下,帮老师解决这个问题.” “刚才,几位同学提供了一些显示光传播路径的好方法,在下面的实验中大家可以参考.” “请同学们看桌上已经准备好的器材:激光笔、果冻、装有水的小烧杯、半个大可乐瓶子,一小段香、火柴. 请你利用这些器材,自己设计实验,观察光在各种物质中到底是如何传播的?” 老师巡视,与学生交流讨论. “下面请几个小组展示一下自己的实验,并把你们看到的现象以及得出的结论,告诉大家.” “刚才在探究过程中,老师发现同学们讨论积极,思维活跃,通过实验证实了一些你们的猜想,得到了光沿直线传播的规律.” “有的同学在实验过程中,还发现了这样一个现象,请他们演示一下.” “光到底是怎样传播的?光为什么有时沿直线传播,而有时传播方向会发生改变?” “看来,光沿直线传播是有前提条件的.请同学们尝试总结这个条件.” 总结现象:光从一种介质射到另一种介质时,光传播方向可能发生改变. “冬天,街上会有卖烤白薯或卖早点的摊子.在炉子的上方,你会看见周围的景物发生晃动,甚至扭曲变形.这是因为炉子上方的空气受热,造成它的密度发生了改变,不太均匀了,于是就会出现这种景象.” “通过实验以及一些现象的分析,同学们能否完整地总结出光沿直线传播的条件?” 老师板书: 光在同种均匀介质中沿直线传播. |
学生猜想:直线?曲线?折线?…… 学生小组讨论,由代表发言 在各种方法中,挑一种简单可行的让学生演示:利用空气清新剂喷出的气雾可以清楚地显示出光的传播路径. 提醒学生注意:使用激光笔时,不能让激光束直射眼睛,会对眼睛造成很大伤害. 学生探究实验:研究光的传播规律. 小组展示: (1)在半个大可乐瓶中,点上香,观察激光在充满烟的空气中的传播路径.(光通过气体) (2)让激光通过盛有水的小烧杯(光通过液体) (3)让激光通过果冻,观察光在果冻中的传播路径(光通过固体) 学生通过实验探究得出: 光沿直线传播的规律 学生演示实验: 激光从空气斜射到水面上,观察光的传播方向,发现:当光从空气进入水中时,在空气和水这两种介质的交界面上,光发生了偏折. 学生回答: 必须满足在同种介质中,光才能沿直线传播. 利用日常生活中的事例,引发学生进一步的思考. 学生总结:“同种均匀介质” |
光线 |
“在研究有关光的问题时,我们常常用一条带箭头的直线来表示光的传播方向.” 强调:画光线时,不要丢掉箭头. 示范:从点光源发出的光线和平行光线的画法. |
学生练习画光线 |
光直线传播规律的应用 |
我们可以用光的直线传播规律解释日常生活中的许多现象. 激光准直 由于光沿直线传播,在开凿大山隧道时,工程师们常常用激光来引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出偏差. 影子的形成 “请一个同学在大屏幕上,做手影表演,其他同学思考:如何用我们今天所学知识来解释这个现象.” 介绍古代计时工具:日晷 日食、月食 日食和月食都是当太阳、地球、月亮三者处于特殊位置时发生的天文现象. 介绍“本影区”、“半影区”概念 用瓦数较大的灯泡作光源(相当于太阳),在灯泡与黑板之间举一个小球(相当于地球或月亮),于是在黑板上就出现了很明显的本影区、半影区. 画图介绍位于不同区域,出现的各种日食、月食现象.例如:日全食、日偏食、日环食,月全食、月偏食. 老师对学生进行德育教育:“古代,人们认为日、月食现象是一种凶兆,而今天,当我们了解了日、月食成因以后,就不会再相信有灾难降临这种迷信说法.” 小孔成像 简易“针孔照相机” 将封有塑料膜一面朝着学生,用一根点燃的蜡烛放在小孔前,让学生描述观察到的现象. 思考:若调节小孔到塑料膜间的距离,所成像的大小应如何变化? “制作针孔照相机的原理是小孔成像.早在公元前4世纪成书的《墨经》中就记载了小孔成像的实验,并用光直线传播的规律对小孔成像做出了正确的解释.” “请同学们利用牙膏盒、半透明塑料膜、棉线,现场制作一个针孔照相机.” “请同学们用做好的针孔照相机,观察点燃蜡烛的像,并解释成因.” “改变蜡烛与小孔之间的距离,再次观察膜上蜡烛像的变化情况.” |
学生观看“激光掘进”图片 学生手影表演,其他学生解释原因 学生观看“日晷”图片 让学生利用日食、月食演示仪(三球仪),讲解当太阳、地球、月亮三者处于何种特殊位置时,会出现日食或月食现象. 学生观看“日全食全过程照片” “月全食糖葫芦照片” 学生练习画日食、月食的成因图,会找本影区和半影区,知道在哪个区域会出现什么现象. 学生回答: 在塑料膜上看到蜡烛的倒像. 小孔到塑料膜间的距离越近,所成的像越小;反之,小孔到塑料膜间的距离越远,所成的像越大. 学生现场制作“针孔照相机” 用笔在牙膏盒一端的盒盖上扎一个小孔,撕去另一端的盒盖,用棉线把半透明塑料膜蒙在此端即可. 学生观察在塑料膜上点燃蜡烛的成像特点. 学生回答: 由于光在同种均匀介质中沿直线传播,因而在塑料膜上看到蜡烛的倒像. 增加蜡烛与小孔之间的距离,在膜上所成的像越小;反之,减小蜡烛与小孔之间的距离,所成的像越大. |
知识 迁移 |
运用光沿直线传播的规律,可以帮助我们解决许多实际问题,如栽树时要使其成一直行,排队要看齐,摆桌椅要整齐,射击时要求三点一线等等. 证明光沿直线传播的小实验: 给学生几根大头针,把它们比作“树木”,在纸板上进行“植树造林”,不用直尺和笔,如何知道这些“树”已经栽齐了? |
学生实验: 在纸板上垂直插上一枚大头针A,在某一位置观察大头针A,并沿视线插上两根大头针B、C,使B刚好挡住A,C刚好挡住B.拔去大头针,用直尺把三只大头针在纸上扎的小孔连起来,可以看到这三点在一条直线上. 探究结果: 因为光在同种均匀介质中沿直线传播,所以只要每一棵新栽的树把前面栽的树都挡住,一行树便可栽齐. |
光速 |
问题思考: 雷雨天时,闪电与雷声同时发生,为什么我们总是先看见闪电,后听到雷声? 介绍: 光在真空中的速度是c = 3×108 m/s.光在其它介质中的传播速度比在真空中的速度小.光在空气中的速度十分接近3×108m/s,光在玻璃中的速度约是在真空中速度的三分之二,光在水中的速度约是在真空中速度的四分之三. 请学生设计一种方法,“估测发生雷电的位置离你有多远?” 问题思考: 甲、乙两位同学进行百米赛跑,两位裁判在终点分别为其计时,甲的裁判员看到发令枪冒烟开始计时,乙的裁判员听到发令枪响开始计时,结果测得两同学的百米时间相同,实际上两人谁跑的快? 通过思考讨论,使大家明白在比赛时,裁判员依据看到发令枪冒出的烟为准计时,而不是以听到枪声为准的原因. |
启发学生得出:光的传播速度比声音的传播速度大. 学生观看:“光在不同介质中传播速度”的投影片. 光在真空中最快:c = 3×108m/s. 光在空气中的速度接近3×108m/s. (光在空气中1秒内传播的距离相当于绕地球7.5圈,光从月球传到地球只需1.3秒.) 光在水中的速度:2.25×108m/s. 光在玻璃中的速度:2×108m/s. 学生讨论活动,探究具体方法: 用秒表记录在看到闪电后,多长时间听到雷声,利用s=vt,代入v=340m/s,即可求出闪电处离观测者的距离. 学生讨论,由代表发言讲解: 光和声音在空气中的传播速度不同.枪声在起跑点发出传到终点裁判员处需的时间是:
即乙的裁判员开始计时时,乙运动员已经先跑了0.29s,这样计时使乙运动员的成绩提高了0.29s;甲的裁判员看到枪冒烟计时,光速为3.0×108m/s,由起跑点传播时间是: 这么短的时间可忽略不计,因此甲的裁判计时较为准确.因为甲运动员比乙运动员百米赛跑的时间少了0.29s,所以甲运动员的速度较快. |
小结 |
本节课所学知识点:光源、光的直线传播规律、光直线传播规律的应用、光速 |
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课后作业 |
《伴你学物理》P33:1~5题 《初二物理练习册》P41:练一练5~12题 |