2019-2020年高三物理 第十九章 光的傳播 一、光的直線(xiàn)傳播(第一課時(shí)).doc

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2019-2020年高三物理 第十九章 光的傳播 一、光的直線(xiàn)傳播(第一課時(shí))本節(jié)教材分析光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，用光線(xiàn)來(lái)表示光的傳播方向是一種理想處理方法，物理學(xué)中的理想化模型還有很多，可引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)理想化模型的簡(jiǎn)練及完美.人眼在觀察物體時(shí)，是根據(jù)射入眼睛那部分光線(xiàn)的方向和光沿直線(xiàn)傳播的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷物體位置的，知道這一點(diǎn)，對(duì)于解釋像的位置和觀察范圍之類(lèi)的問(wèn)題都是必須的，因此可在課堂上讓學(xué)生親自嘗試用一只眼睛和用兩只眼睛確定物體的位置準(zhǔn)確度是不相同的，并讓他們討論是為什么.影及日、月食現(xiàn)象也是光的直線(xiàn)傳播形成的，可讓學(xué)生適當(dāng)了解.教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道什么是光源，什么是點(diǎn)光源，知道光束射入人眼，才能引起人的視覺(jué).2.知道在同一均勻介質(zhì)中光是沿直線(xiàn)傳播的，并能用來(lái)解釋一些光現(xiàn)象.3.知道光線(xiàn)的概念并會(huì)畫(huà)出光線(xiàn).4.知道人眼根據(jù)什么判斷物體的位置.5.知道光在真空中的傳播速度.二、能力目標(biāo)1.能根據(jù)光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)解釋日、月食現(xiàn)象.2.能根據(jù)光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)確定物體的位置測(cè)量遠(yuǎn)處的一棵樹(shù)到自己的距離，測(cè)量旗桿的高度等.三、德育目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)“光線(xiàn)”概念的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)研究中去粗存精、變復(fù)雜為簡(jiǎn)練的思想方法.2.通過(guò)動(dòng)手測(cè)量旗桿的高度體會(huì)科學(xué)理論對(duì)實(shí)際工作的指導(dǎo)作用，并培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?dòng)手能力及合作精神.教學(xué)重點(diǎn)1.光在同一均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播.2.人眼判斷物體位置的原理.3.光速.教學(xué)難點(diǎn)人眼是怎樣判斷物體位置的.教學(xué)方法“光源”的教學(xué)采用議論法；光在同一介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播及光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)涉及到的影、日食和月食現(xiàn)象分別用實(shí)驗(yàn)法和CAI課件進(jìn)行生動(dòng)、直觀的展示.人眼判斷物體的位置部分用討論法.光速的教學(xué)采用講授法.教學(xué)用具激光發(fā)生器，小手電筒一支，CAI課件（影、本影、半影、“無(wú)影”燈、日食、月食現(xiàn)象形成）.課時(shí)安排1 課時(shí)教學(xué)過(guò)程一、引入新課金色的朝霞，蔚藍(lán)的天空，郁郁蔥蔥的青山，姹紫嫣紅的花朵是誰(shuí)把大自然點(diǎn)綴得如此美麗多彩？它的化妝師就是光.據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類(lèi)由感覺(jué)器官接收到的信息中，有90%以上是通過(guò)眼睛得來(lái)的.人類(lèi)很早就開(kāi)始了對(duì)光的觀察研究，逐漸積累了豐富的知識(shí).遠(yuǎn)在2400多年前，我國(guó)的墨翟及其弟子們所著的墨經(jīng)一書(shū)中，就記載了光的直線(xiàn)傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現(xiàn)象，可以說(shuō)是世界上最早的光學(xué)著作.現(xiàn)在，光學(xué)已成為物理學(xué)的一個(gè)重要分支，它既是物理學(xué)中一門(mén)古老的基礎(chǔ)科學(xué)，又是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿科學(xué)之一，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前景.著名的詩(shī)人顧城有句名詩(shī)：黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來(lái)尋找光明.同學(xué)們，就讓我們睜大眼睛，探尋光之秘密吧.二、新課教學(xué)（一）光源教師光源者，顧名思義，光之“源頭”，請(qǐng)問(wèn)，同學(xué)甲是不是光源？學(xué)生哄笑，答：不是.教師那么你們說(shuō)什么是光源？生1電燈.生2太陽(yáng).生3點(diǎn)燃的蠟燭.教師月亮是不是光源？生齊不是.教師為什么？生齊它是反射的太陽(yáng)光.教師我們來(lái)歸納一下.光源是指能自行發(fā)光的物體.反射別處光的不能算. 對(duì)不對(duì)？生齊對(duì).教師光有沒(méi)有能量？生有.教師請(qǐng)舉例.生1太陽(yáng)能熱水器.光能把水加熱.生2植物吸收光生長(zhǎng).生3光電池.教師對(duì).光源發(fā)光要消耗其他能.比如電燈發(fā)光消耗電能.蠟燭發(fā)光消耗化學(xué)能等.光源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為光能.光能又可以再轉(zhuǎn)化為其他形式的能.自然界的總能量是生守恒的.板書(shū)歸納兩點(diǎn)：光源點(diǎn)光源（二）光的直線(xiàn)傳播光線(xiàn)1.光的直線(xiàn)傳播（1）實(shí)驗(yàn)：拉上窗簾，關(guān)上所有的燈.在暗室里打開(kāi)激光發(fā)生器.學(xué)生看到一細(xì)束激光在屏上沿直線(xiàn)行進(jìn)的路徑.（2）打開(kāi)小手電筒，學(xué)生也可以看到光束沿直線(xiàn)行進(jìn).（3）在激光束行進(jìn)的路途中放上一塊玻璃磚,可看到傳播方向發(fā)生變化.總結(jié)光在同一均勻介質(zhì)中，是沿直線(xiàn)傳播的.2.光線(xiàn)教師如果沿著光的傳播方向作一條線(xiàn)，并標(biāo)上箭頭.表示光的傳播方向，這樣的線(xiàn)就叫做光線(xiàn).要注意，光線(xiàn)這個(gè)概念是一種科學(xué)的抽象，用來(lái)表示光的傳播方向.光線(xiàn)并非實(shí)際存在.在剛才的實(shí)驗(yàn)中我們也已經(jīng)看到了，即便是很窄的一束激光，也是有一定粗細(xì)的.不存在像幾何線(xiàn)那樣的光線(xiàn). 我們所說(shuō)的光線(xiàn)只是一種簡(jiǎn)練的符號(hào)語(yǔ)言，以便于我們用幾何學(xué)的方法研究光的傳播.歸納光線(xiàn)表示光的傳播方向幾何抽象、非實(shí)際存在（三）人眼是怎樣判斷物體位置的教師人眼在什么情況下能看到物體？生1白天，有光源.生2眼睛沒(méi)有問(wèn)題.哄笑教師兩位同學(xué)說(shuō)的都對(duì).光射入人的眼睛里，可以使人眼產(chǎn)生視覺(jué)反應(yīng).我們能看到光源，是因?yàn)樗l(fā)出的光射入了眼睛.我們能夠看到花草、樹(shù)木及彼此，是因?yàn)樗鼈兿蛩拿姘朔椒瓷涞奶?yáng)光射入了我們的眼睛.教師請(qǐng)同學(xué)們一起來(lái)做一個(gè)小實(shí)驗(yàn).請(qǐng)預(yù)備按我說(shuō)的來(lái)做.（學(xué)生活動(dòng)）教師每人拿兩支筆.（學(xué)生照做）教師閉上眼睛.（學(xué)生笑做）教師睜開(kāi)一只眼.（生大笑做）教師從左、右方向移動(dòng).不要前后移動(dòng)，將兩只筆筆尖相碰.學(xué)生有興趣地做很多學(xué)生沒(méi)有成功，再做教師兩只眼睛都睜開(kāi)，再做做看.學(xué)生做，很容易完成教師知道上帝為什么給我們兩只眼睛了吧.學(xué)生大笑教師設(shè)想如果我們都是獨(dú)眼龍.生笑那交通事故就會(huì)增多了.生開(kāi)心地笑，興趣盎然教師現(xiàn)在讓我們來(lái)解釋一下剛才的實(shí)驗(yàn).我們可以把筆尖看成是點(diǎn)光源.眼睛的瞳孔是很小的，我們可以粗略地認(rèn)為只有一條光線(xiàn)進(jìn)入一個(gè)瞳孔（如圖191），人眼按照直線(xiàn)傳播的經(jīng)驗(yàn)，只能判斷出發(fā)光點(diǎn)在這條直線(xiàn)上，但無(wú)法確定它的遠(yuǎn)近.當(dāng)兩只眼睛都睜開(kāi)時(shí)，情況就如圖192那樣，我們就能準(zhǔn)確確定物點(diǎn)的位置了.圖191 圖192生甲好像一只眼睛也能差不多的判斷.只是比兩只眼睛的準(zhǔn)確性稍差一些而已.教師你說(shuō)的有道理，這是由于兩個(gè)原因造成的.第一是你的經(jīng)驗(yàn).第二是進(jìn)入一個(gè)瞳孔的光用一條光線(xiàn)來(lái)代表也是一種粗略的處理.但我們可以這樣說(shuō)，由于瞳孔很小，只根據(jù)一只眼睛進(jìn)入的光束來(lái)判斷往往是無(wú)法準(zhǔn)確的.因?yàn)楣馐怯写旨?xì)的，可以認(rèn)為一個(gè)物點(diǎn)發(fā)出的光只有一束可以進(jìn)入一個(gè)瞳孔.生稱(chēng)是.教師現(xiàn)在讓我們來(lái)歸納一下人眼判斷物體位置的依據(jù).（1）人眼的經(jīng)驗(yàn)是光沿直線(xiàn)傳播.（2）兩條光線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)即為物點(diǎn)的位置.（四）光的直線(xiàn)傳播現(xiàn)象舉例CAI課件展示1.影a.點(diǎn)光源形成的影b.面光源本影、半影c.面光源線(xiàn)度遠(yuǎn)大于物體線(xiàn)度本影區(qū)小d.多個(gè)面光源無(wú)本影區(qū)2.日食現(xiàn)象（日食和月食現(xiàn)象播放錄像）3.月食現(xiàn)象4.小孔成像（CAI課件）（五）光速教師如果我們晚上在室內(nèi)打開(kāi)燈.我們會(huì)感覺(jué)房間內(nèi)的各處同時(shí)沐浴在光輝中，而不是由近及遠(yuǎn)地漸亮.所以在歷史上很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們一直認(rèn)為光的傳播是不需要時(shí)間的.直到17世紀(jì)才發(fā)現(xiàn)光是以有限速度傳播的；只不過(guò)由于光傳播得很快，在日常接觸到的距離內(nèi)，憑感覺(jué)無(wú)法覺(jué)察而已.現(xiàn)在已知的光速值為：光在真空中的傳播速度c=3108 m/s.這么快的速度是怎樣測(cè)定的呢？同學(xué)們一定有興趣知道，就請(qǐng)看看課本的閱讀材料吧.學(xué)生看閱讀材料：光速的測(cè)定.用時(shí)5分鐘教師當(dāng)然，現(xiàn)在已知的光速是用更先進(jìn)的方法測(cè)定的.同學(xué)們?nèi)绻信d趣，可以到網(wǎng)上查查看.（六）課堂討論1.現(xiàn)在需要知道學(xué)校里升國(guó)旗的旗桿的高度，你能否利用光的直線(xiàn)傳播想出一種測(cè)量的辦法來(lái)？（太陽(yáng)光可看作平行光）教師提示認(rèn)為太陽(yáng)光是平行.學(xué)生思考討論有學(xué)生畫(huà)出如圖193所示的光路圖.圖193教師再啟發(fā)按照你們現(xiàn)在的設(shè)想. 如果能知道哪些量就可以了？BC是什么？學(xué)生ACB.BC是影長(zhǎng)，可以用直尺測(cè)出來(lái).教師有什么方法可以知道ACB？再想想，太陽(yáng)光是平行光這個(gè)條件有什么用？學(xué)生熱烈討論學(xué)生甲再拿一個(gè)長(zhǎng)度已知的桿，用來(lái)測(cè)角度.圖194教師在黑板上畫(huà)出圖194教師課后請(qǐng)你們?nèi)?shí)地測(cè)量然后把報(bào)告交上來(lái).2.舉出幾個(gè)利用光的直線(xiàn)傳播解決實(shí)際問(wèn)題的例子.學(xué)生討論討論結(jié)果（1）隊(duì)伍是否排整齊，是根據(jù)光沿直線(xiàn)傳播觀察的.（2）瞄準(zhǔn)射擊（3）木工檢查木板是否平直（4）眼睛確定物體的位置（七）課堂鞏固訓(xùn)練1._叫光源.光源是把_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能._叫點(diǎn)光源，點(diǎn)光源是理想化模型.實(shí)際光源可看成由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)光源組成.2.關(guān)于日食和月食的下列說(shuō)法中正確的是A.在月球的本影區(qū)里可看到日全食B.在月球的半影區(qū)里可看到日偏食C.在月球進(jìn)入地球的半影區(qū)時(shí)，可看到月偏食D.在月球完全進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí)，可看到月全食3.盛夏時(shí)， 我們?cè)跇?shù)陰下?？吹揭粋€(gè)個(gè)圓形的光斑，這現(xiàn)象表明A.樹(shù)葉之間形成的小孔是圓的B.樹(shù)葉的形狀是圓的C.太陽(yáng)的形狀是圓的D.光不是沿直線(xiàn)傳播的4.光年是天文學(xué)上用的長(zhǎng)度單位，1光年為光在1年里走過(guò)的距離.天狼星距地球約8.7光年，合多少千米？5.點(diǎn)光源S和不透明小球A同處于一個(gè)水平面上，并位于豎直墻MN的一側(cè)，如圖195所示.讓小球A做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么下落的A球在墻上的影子的運(yùn)動(dòng)是圖195A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)C.加速度增大的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.加速度ag的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)參考答案：1.略2.ABD3.C4.2.71013 km5.簡(jiǎn)答：依題意畫(huà)出圖196.B是A球下落前的影子.A是A球下落時(shí)間t的位置，此時(shí)影子為B.圖196AA=gt2BB/AA=BB=gt2即影子運(yùn)動(dòng)的加速度a=g做勻加速運(yùn)動(dòng).因?yàn)镾BSA，所以ag.選D.三、小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的知識(shí)主要有：1.光源.點(diǎn)光源.2.光在同一均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播.3.光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)的應(yīng)用如測(cè)旗桿的高度等.4.光直線(xiàn)傳播所形成的一些現(xiàn)象日食、月食、小孔成像.5.眼睛是怎樣確定物體位置的兩條光線(xiàn)的交點(diǎn)及光沿直線(xiàn)傳播.6.光線(xiàn)概念7.光速c=3108 m/s（真空中）四、布置作業(yè)1.測(cè)本校旗桿的高度給出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟,測(cè)量數(shù)據(jù)等.2.宇航員看到的太空是一片漆黑的，為什么？（可到圖書(shū)館或網(wǎng)上查找，將資料打印或手寫(xiě)均可）光源能自行發(fā)光的物體點(diǎn)光源沒(méi)有大小的發(fā)光點(diǎn)光在同一均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播光線(xiàn)表示光的傳播方向的帶箭頭的直線(xiàn)光直線(xiàn)傳播的典型現(xiàn)象光直線(xiàn)傳播的應(yīng)用人眼怎樣判斷物體的位置光速c=3108 m/s（真空中 ）光沿直線(xiàn)傳播兩條光線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)為物點(diǎn)五、板書(shū)設(shè)計(jì)光的直線(xiàn)傳播六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)1.對(duì)光線(xiàn)的概念，下列說(shuō)法中正確的是A.光線(xiàn)是客觀存在的物質(zhì)B.光線(xiàn)就是光束C.光線(xiàn)是用來(lái)表示光束傳播方向的直線(xiàn)D.光線(xiàn)是塵埃微粒對(duì)光的反射所呈現(xiàn)的現(xiàn)象2.當(dāng)太陽(yáng)位于頭頂正上方時(shí)，設(shè)想在屋頂開(kāi)一個(gè)方形孔，則：（1）若孔為邊長(zhǎng)3 mm的方形孔，太陽(yáng)光通過(guò)孔照到屋內(nèi)地板上光斑的形狀是A.方形B.圓形C.長(zhǎng)方形D.無(wú)法判定（2）若孔為邊長(zhǎng)30 cm的方形孔，則地板上光斑的形狀是A.方形B.圓形C.長(zhǎng)方形D.無(wú)法判定3.在距豎直墻MN一段距離的A點(diǎn)，有一小球，在球的左邊緊靠小球處有一固定的點(diǎn)光源S，如圖197所示.給小球一向右的水平速度讓小球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球在碰墻以前，它在墻上的影子由上而下的運(yùn)動(dòng)是圖197A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)C.變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)4.身高1.7 m的人以v=1 m/s的速度沿平直路面遠(yuǎn)離路燈而去.在某個(gè)時(shí)刻人影長(zhǎng)l1=1.3 m,2 s后影長(zhǎng)l2=1.8 m.（1）求路燈S懸吊的高度H.（2）人是勻速地遠(yuǎn)離路燈而去的，他影子的頂端是做勻速運(yùn)動(dòng)還是做加速運(yùn)動(dòng)？（3）在影長(zhǎng)l1=1.3 m和l2=1.8 m時(shí)影子頂端的速度各是多少？5.一同學(xué)自制了一個(gè)針孔照相機(jī)，照相機(jī)尺寸為10 cm10 cm16 cm（如圖198所示）.照機(jī)底片尺寸為8 cm8 cm.這位同學(xué)用此照相機(jī)來(lái)照一棵15 m高的樹(shù)，他照的樹(shù)的像高6 cm，問(wèn)照相機(jī)距離樹(shù)多遠(yuǎn)？圖198參考答案：1.C 2.(1)B (2)A 3.A 4.(1)8.5 m (2)勻速運(yùn)動(dòng)（3）1.25 m/s 5.30 m