第四章多種多樣的運動浙教版七年級上冊第3節(jié)

日地月的相對運動

－－－光的直線傳播教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念：了解光在同一種均勻介質(zhì)中的直線傳播；學(xué)會光線

的畫法；了解光在不同介質(zhì)中的傳播速度；了解光年的含義；

掌握小孔成像原理；科學(xué)思維：用光的直線傳播知識來解釋相關(guān)的實際問題；探究實踐：觀察光在空氣和水中和透明固體中的傳播現(xiàn)象，認(rèn)

識實驗手段是研究科學(xué)問題的基本方法；態(tài)度責(zé)任：樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度；形成關(guān)心身邊的現(xiàn)象及

探究的興趣。復(fù)習(xí)：1、太陽系屬于

中一個很普通的恒星系，太陽系的中心是

，地球的公轉(zhuǎn)是指地球繞著

轉(zhuǎn)動；2、地球的公轉(zhuǎn)方向是

，軌道接近

形；3、地球是太陽系中的一顆

星；月球是地球的

；4、作為地球的衛(wèi)星，月球是繞著

轉(zhuǎn)動的；5、地球和月球本身不能

，只能

太陽光等。銀河系太陽太陽自西向東橢圓行衛(wèi)星地球發(fā)光反射新知導(dǎo)入2020年6月21日發(fā)生了日食。此次我國的局部地區(qū)能夠觀測到日環(huán)食，但持續(xù)時間短，其他地區(qū)能夠觀測到的都是日偏食。

什么是日食?日環(huán)食和日偏食又是怎么回事?它們是怎樣形成的?

日食的發(fā)生不僅與日地月的相對運動有關(guān)，還與光的直線傳播有關(guān)。新知講解一、古代人對光的傳播路徑的研究：1、墨家對光的直線傳播的推測：2000多年前，我國思想家墨翟和他的學(xué)生做了世界上每一個“小孔成像”實驗：用一個帶有小孔的板擋在墻體與物之間，墻體上就會形成物的倒像。

他認(rèn)為：物體通過小孔所形成的像是倒像，所以他推測光是沿直線傳播的。

這是對光的直線傳播最早的科學(xué)解釋。

新知講解2、沈括對光的傳播路徑的研究：

北宋科學(xué)家沈括也對光的直線傳播有過精彩的描述：他在紙窗上開一個小孔，使窗外的飛鳶（即一種鷹）和樓塔的影子成像于室內(nèi)的紙屏上面。根據(jù)觀察結(jié)果，在《夢溪筆談》中寫道：“……若鳶飛空中，其影隨鳶而移；或中間為窗隙所束，則影與鳶遂相違，鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙中樓塔之影，中間為富所束，亦皆倒垂……”。

他還運用光的直線傳播，科學(xué)地解釋了日月蝕的成因和月相圓缺變化的規(guī)律。

新知講解二、光的直線傳播：1、生活中光的直線傳播的現(xiàn)象：

茂密的森林，城市的夜晚，濃霧彌漫的公路，也能看到一束束沿直線傳播的光。

圖4.3－2林間的陽光圖4.3－3城市光束圖4.3－4電動車的燈光探究活動：1）在如圖4.3-5所示的亞克力容器中，加入適量的水，用水溶性熒光筆在水中攪拌幾次，或者在水中滴幾滴牛奶；再點燃一小段艾葉條，在水面上方充入少量的艾條煙塵。2）將一束激光依次射到空氣中、水中、亞克力板中，觀察激光在空氣、水、亞克力板中的傳播的路徑。

圖4.3－5光的傳播路徑空氣中水中亞克力板中探究活動3、用注射器將200mL濃糖水緩慢注射到熒光液的下方，再將激光束逐漸向下移動，觀察激光的傳播路徑。4、攪拌糖水，再讓激光束射過溶液，觀察光的傳播路徑。現(xiàn)象：初始時，?激光束在熒光液中沿直線傳播。?隨著激光束逐漸向下移動并接近濃糖水與熒光液的界面，?我們可以觀察到激光束在界面處的傳播方向發(fā)生改變，但光在糖水中部分還是直線傳播的。?現(xiàn)象：攪拌糖水后，激光射過溶液時，光又沿直線傳播的。?活動討論現(xiàn)象分析：①光在空氣中沿直線傳播；

②光在水中沿直線傳播；

③光在亞克力板中沿直線傳播；

④光在熒光液中沿直線傳播；⑤光在糖水溶液中沿直線傳播；⑥光在熒光液和糖水交界處傳播方向發(fā)生改變；結(jié)論：光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。新知講解二、光沿直線傳播1、光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；通常稱為光的直線傳播；（1）介質(zhì)：空氣、水、玻璃、亞克力板等透明物體；（2）條件：均勻透明介質(zhì)或真空2、光的傳播速度：

（1）光在不同介質(zhì)中傳播速度不同；（2）光在真空中的傳播速度最大，為3×108m/s；（3）光在空氣中傳播速度接近真空中的傳播速度；（4）光在水中的傳播速度為真空中速度的3/4（約2.25×108m/s）；（5）光在玻璃等透明固體中傳播速度比水中傳播速度更小。視頻：光的直線傳播討論交流1)光在真空中傳播，1年（365天）內(nèi)可通過多少距離？2）日地距離約為1.496×108千米，則光從太陽到達(dá)地球約需要多少時間？

s=vt=3×108m/s×365×24×3600s=9.4608×1015m=9.4608×1012km（約9.46萬億千米）

t=s/v=1.496×108km/3×105km/s≈498.7s（約8.3分鐘）新知講解3、光年：①光年：光在真空中1年內(nèi)傳播的距離等于1光年，約9.46×1012km。②天文學(xué)上，常用光年作為單位來計量天體之間的距離。如，銀河系的直徑約10萬光年，太陽與銀河系的中心相距約3萬光年；目前，人類可觀測到的最遠(yuǎn)天體距離地球約130億光年。

注：

光分指光在真空中1分鐘內(nèi)通過的距離；光秒指光在真空中1秒內(nèi)通過的距離。新知講解4、光線：

（1）光線：通常用一條帶箭頭的直線表示光傳播的路線和方向，這樣的直線叫做光線；（2）光線的作用：形象地表示光的傳播情況（方向、路線）；（3）光線是一種模型，并非真實存在。

知識運用三、光的直線傳播的例子及應(yīng)用：1、影子的形成：

影子是由于光在沿直線傳播過程中遇到不透明的物體在物體后面形成的光照不到的暗區(qū)。

影子形成的三個條件：光源、不透明物體、投影面；注：光源是指正在發(fā)光的物體。

（點擊圖片播放）皮影戲閱讀：

樹木中的光斑就是小孔成像現(xiàn)象：圓形光斑是太陽經(jīng)過樹葉間的縫隙而形成的像。

陽光經(jīng)過樹葉縫隙成像示意圖光斑新知講解2、小孔成像：

用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會形成物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。原理：光在同一均勻介質(zhì)中，沿直線傳播；規(guī)律：小孔成像的效果與孔的大小、?光源亮度、?像距和物距等因素有關(guān)

①物距越近，?像越大且亮度較暗；?物距越遠(yuǎn)，?像越小且亮度越亮。②足夠的小孔才能成清晰的像，孔比較小時，物體發(fā)出的光不重疊使像比較清晰。③像只與物的形狀有關(guān)，與小孔的形狀無關(guān)。?應(yīng)用：針孔照相機(jī)

（點擊圖片播放）新知講解3、射擊瞄準(zhǔn)：

射擊瞄準(zhǔn)中的“三點”指的是：槍口上的缺口、準(zhǔn)星、目標(biāo)；光在同種均勻介質(zhì)中沿直線，射擊瞄準(zhǔn)時的“三點一直線”應(yīng)用了光的直線傳播原理。新知講解4、排隊：排縱隊時，如果你看到自己前面的一位同學(xué)擋住了前面所有的人，說明隊就排直了，這是因為光是沿直線傳播的，當(dāng)隊伍排直的時候，該同學(xué)就會擋住前面所有同學(xué)射向自己眼中的光。新知講解5、日食和月食：

日食和月食的發(fā)生與光的直線傳播及日地的相對位置有關(guān)。發(fā)生日食時，其實是從地球上觀察太陽時，太陽的一部分或全部被月球擋住了；

發(fā)生月食時，實際上是從地球上觀察時，月球的一部分或全部進(jìn)入地球的影子中了。探究實踐制作“針孔照相機(jī)”目標(biāo)：制作“針孔照相機(jī)”，探究針孔成像的特點。器材：不透明紙盒，卡紙，半透明紙，剪刀等。過程：

（1）制作或?qū)ふ乙粋€類似圖4.3-7所示的不透明紙盒，在A端開一小孔作為鏡頭；在B端蒙一張半透明紙，作為光屏。小孔的大小要能改變，半透明紙到小孔的距離也要能改變。這樣、一架簡易的“針孔照相機(jī)”便制作完成了。

探究活動（2）觀察記錄。①依次插入大孔、中孔、小孔的鏡頭，將鏡頭對著窗外很亮的景物，在表4.3-1中記錄景物呈現(xiàn)在半透明紙上像的特征。②保持鏡頭的位置不變，縮短光屏到小孔的距離，半透明紙上所呈現(xiàn)的景物范圍

，景物的大小

。沒有像倒立的像暗淡不清晰倒立的像明亮清晰變小變小問題討論1）為什么用針孔照相機(jī)“拍攝”出來的像是倒立的?請畫圖解釋。2）如何使光屏上的像更明亮?①使物體更亮些；②小孔更小些；③使光屏離小孔更近些；……隨堂練習(xí)1、下列關(guān)于光的傳播的說法，正確的是（）A．光在水中不是沿直線傳播的B．光只在空氣中才沿直線傳播C．光在任何情況下都沿直線傳播D．光在同一種均勻物質(zhì)中沿直線傳播D隨堂練習(xí)2、下列關(guān)于光的說法正確的是（）A．光不能在水中傳播B．戴眼鏡時，光經(jīng)過眼鏡片時光速變快C．光在真空中傳播的速度是3×108m/sD．路燈下的人影是光的反射造成的

C隨堂練習(xí)3、枯井中的青蛙位于井底O點“坐井觀天”，如圖所示光路圖中正確的是（）

A隨堂練習(xí)4、小明將易拉罐的上部剪去，蒙上半透明紙，在罐底部開一個小孔，

用它做小孔成像實驗如圖所示，下列說法中錯誤的是（）A．小孔成像成的像是倒立的實像B．它的成像原理是光的折射規(guī)律C．物體離小孔離得越遠(yuǎn)，像就越小D．在物體距小孔不變的情況下，半透明紙與小孔距離越大，像也越大

B隨堂練習(xí)5、科技興趣小組同學(xué)設(shè)計的尋找“有色影子”的活動方案如圖。用一種色光照射站在背景板前的人，會在背景板上形成影，在影子上善加另一種色光，能形成“有色影子”符合要求的方案是()

C課堂總結(jié)1、光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；2、光直線傳播的例子與應(yīng)用：影子的形成、樹林中光斑、小孔成像、排隊、射擊瞄準(zhǔn)等；3、光線是一種模型，就是用一根帶箭頭的直線來表示光的傳播方向和路線；4、光在真空中的傳播速度最大為3×108m/s，光在空氣中的速度與真空中接近，光在水中傳播速度約為真空中四分之三，光在玻璃等透明固體中傳播速度更?。徊煌该魑矬w中不能傳播；5、影子的形成和小孔成像的原理都是光的直線傳播。板書設(shè)計

4.3日地月的相對運動（1）