第四章 光現(xiàn)象第3節(jié) 平面鏡成像設(shè)計(jì)說明“平面鏡成像”這一節(jié)是讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)探究過程，總結(jié)掌握平面鏡成像的特點(diǎn)，并會(huì)應(yīng)用“光的反射定律”來作光路圖以從理論上明白平面鏡成像的原理。由于學(xué)生在日常生活中對(duì)平面鏡成像很熟悉，但對(duì)成像的規(guī)律特點(diǎn)卻不清楚，并且還存在一定的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，例如，他們會(huì)認(rèn)為“物體離平面鏡越近，所成的像就越大”，把“像”與“影”混淆等，這些先入為主的錯(cuò)誤觀念，對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)會(huì)產(chǎn)生不利的影響。建議創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的關(guān)于平面鏡成像的問題情景導(dǎo)入，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)而引導(dǎo)他們思考并提出感興趣的問題，為“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”作必要的過渡?！捌矫骁R成像的實(shí)驗(yàn)探究”是理解平面鏡成像特點(diǎn)的關(guān)鍵，教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案，展開討論，找出其中有代表性的問題，討論出具體的解決辦法。如：用玻璃板替代平面鏡的原因；選用什么樣的玻璃板；怎樣確定像的位置、比較物與像的大小；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題等。實(shí)驗(yàn)完畢引導(dǎo)學(xué)生自己分析像與物的關(guān)系，得到平面鏡成像的特點(diǎn)。對(duì)于平面鏡成像的應(yīng)用，可以聯(lián)系生活中的現(xiàn)象，如：水中的倒影、對(duì)著鏡子做不同的動(dòng)作觀察鏡子中的像如何變化等問題，體會(huì)平面鏡成像的特點(diǎn)和它在實(shí)際生活中的應(yīng)用。成虛像問題，在實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，可以在像的位置放置光屏，觀察光屏上沒有像，得出是虛像的結(jié)論。再利用光的反射定律作光路圖，結(jié)果像并不是實(shí)際光線的交點(diǎn)而是反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，因此也是虛像。要注意物理科學(xué)方法的顯性教育。例如：在組織學(xué)生討論用玻璃板代替平面鏡，用未點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃蠟燭的像的原因后，要明確告訴學(xué)生這種研究方法叫“等效替代法”。教學(xué)目標(biāo)1.通過觀察現(xiàn)象能描述平面鏡成像的特點(diǎn)。2.通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中信息的記錄和處理、了解平面鏡成像特點(diǎn)。3.通過觀察、實(shí)驗(yàn)和光的反射作圖，理解虛像的成因。4.通過觀察和感知，并聯(lián)系生活實(shí)際，了解平面鏡、球面鏡應(yīng)用，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)展”的喜悅，感受科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.重點(diǎn)：探究平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和探究過程；平面鏡成像的原理。2.難點(diǎn)：平面鏡成像作圖；虛像的概念。教具學(xué)生用：平面鏡、玻璃板、白紙、鉛筆、相同的蠟燭兩支。教師用：多媒體課件、平面鏡。教學(xué)過程回顧思考1.光在________介質(zhì)中是沿直線傳播的。能說明光沿直線傳播的現(xiàn)象有________、______、________等。2.我們能看到發(fā)光的物體是因_____ 。3.光的反射定律的內(nèi)容：__ __。導(dǎo)入新課1.小實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入：照鏡子讓學(xué)生拿起桌面上的平面鏡，在平面鏡中觀察圓珠筆、橡皮、鉛筆盒等在平面鏡中的成像情況。播放幻燈片：我們將表面是平面的鏡子叫做平面鏡。平靜的水面、玻璃都具有平面鏡的作用，物體通過它們都能成像。2.小魔術(shù)導(dǎo)入：“水火相容”如圖所示，在鍍膜玻璃板前點(diǎn)燃一支蠟燭，玻璃板后放置一個(gè)略高于玻璃板的量筒。此時(shí)會(huì)觀察到量筒中有一個(gè)燃燒的“蠟燭”。請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)來向量筒中加水，將玻璃板后的蠟燭澆滅。然而當(dāng)量筒內(nèi)裝滿水后，蠟燭仍能“燃燒”。在學(xué)生產(chǎn)生疑惑和猜想后，教師再展示其中的“秘密”：后面的蠟燭其實(shí)是不存在的，大家看到的是前面蠟燭在玻璃板中的像。3.多媒體導(dǎo)入：猴子撈月亮的情景問：猴子為什么沒有把月亮撈上來呢？天上的月亮大不大？井中的月亮和天上的月亮大小一樣嗎？這些問題不必要求學(xué)生立即回答，目的是引起學(xué)生的興趣，引入課題。讓學(xué)生觀察手中的平面鏡，可以看到它們都是平的。用它可以照出人的“面孔”和各種各樣的“物體”，并與物體本身的形狀一樣。我們把這樣的鏡子叫平面鏡，把出現(xiàn)在鏡子里的“面孔”或“物體”叫做像。下面我們就一起來探究平面鏡成像有哪些特點(diǎn)。進(jìn)行新課探究點(diǎn)一探究平面鏡成像的特點(diǎn)（1）提出問題和猜想提出問題：回憶照鏡子的情景，對(duì)比你相對(duì)鏡子的位置，鏡中的你在什么位置？鏡中的你與你本人大小相同嗎？你在遠(yuǎn)離鏡子的時(shí)候，鏡中的你大小會(huì)變嗎？與前面學(xué)的小孔成像一樣嗎？學(xué)生猜想討論：引導(dǎo)學(xué)生討論、歸納可能有下列猜想：（允許有不正確的猜想）像與物體一樣大（或比較?。?。像與物體到平面鏡的距離相等。像與物體左右相反（或?qū)ΨQ）。與小孔成的像不同，小孔成的是實(shí)像，平面鏡成虛像。教師：同學(xué)們說得不錯(cuò)，平面鏡與小孔成像不同，成的是虛像。虛像我們能在鏡子中看到，用光屏接不到，如何比較它與成像物體的大小關(guān)系？如何確定像的位置？現(xiàn)在同學(xué)們自學(xué)課本實(shí)驗(yàn)：探究平面鏡成像特點(diǎn)并制訂出實(shí)驗(yàn)方案。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃討論實(shí)驗(yàn)方案：為了順利完成探究實(shí)驗(yàn)，針對(duì)學(xué)生暴露出的問題，教師適當(dāng)?shù)丶右渣c(diǎn)撥、指導(dǎo)。虛像物代物體或者平面鏡拿走之后，我們就看不到像了，那我們?cè)撛鯓颖容^像與物體的關(guān)系？$設(shè)疑$老師給學(xué)生思考空間，學(xué)生：思考、分析、討論、歸納$找一個(gè)跟鏡前物體完全相同的物體（替代物體）與像比較。（若學(xué)生不能說出，老師介紹一種探究物理問題常用的方法：替代法大屏幕展示定義）如果將物體拿到平面鏡后面進(jìn)行比較，像就沒有了，那我們應(yīng)怎樣比較物體和像的大小？（用問題引導(dǎo)學(xué)生想到找一個(gè)與鏡前物體完全相同的物體“替代物體”與像比較）玻璃板代替平面鏡學(xué)生實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)同學(xué)們把物體分別放在平面鏡前與玻璃板前，對(duì)比觀察，在確定像的位置時(shí)有何不同？（從平面鏡的正面看見了像，當(dāng)把“替代物體”放到平面鏡后面時(shí)，在正前方看不到“替代物體”，而從平面鏡的背面，卻只看到“替代物體”，而看不見像，所以用平面鏡無法確定像的位置和比較像與物體的大小。從而引導(dǎo)學(xué)生明確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要采用玻璃板來進(jìn)行探究的道理）確定物像的位置教師：你有什么方法比較準(zhǔn)確方便地測(cè)出物體到鏡面的距離和像到鏡面的距離？（學(xué)生充分討論后說出，不能說出時(shí)由老師提示白紙的用途，數(shù)據(jù)要求準(zhǔn)確。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出在確定像與物體的位置關(guān)系時(shí)，為方便測(cè)量我們可以用鉛筆將前方和后方的物體的位置及平面鏡的位置在紙上做上記號(hào)，測(cè)量時(shí)測(cè)量記號(hào)之間的距離就可以了）確定像的虛實(shí)在玻璃板后面像的位置放置光屏，觀察光屏上是否有像？（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)探究像與物體的大小關(guān)系給學(xué)生提供大小相同的物體和大小不同的物體，在玻璃板后方尋找物體的像，觀察它們是否與像重合來確定像與物體的大小關(guān)系。（后面的物體和像完全重合意味著像與物的大小相等）探究像距與物距的關(guān)系找準(zhǔn)物體和像的位置之后，用線條連接兩記號(hào)的位置，用刻度尺測(cè)量?jī)烧叩狡矫骁R的距離，得出像與物體到鏡面的距離關(guān)系；同時(shí)觀察連線與鏡面的關(guān)系。改變前方物體的位置，重做以上實(shí)驗(yàn)，最后得出像距與物距的關(guān)系。（4）分析與論證展示學(xué)生的探究結(jié)果（多展示幾組）歸納出成像結(jié)論：像與物體大小相等，像到鏡面的距離和物體到鏡面的距離相等。（5）交流與評(píng)估你還有哪些發(fā)現(xiàn)？探究的過程中你有什么疑惑？（小組之間可以相互交流）關(guān)于平面鏡成像的特點(diǎn)還有哪些猜想？準(zhǔn)備怎樣去驗(yàn)證它？學(xué)生課后自己探究。小實(shí)驗(yàn)：學(xué)生“模擬實(shí)驗(yàn)”小游戲，體會(huì)平面鏡成像特點(diǎn)。游戲規(guī)則：參加游戲的二人，一人當(dāng)物，一人當(dāng)鏡中的像，取某一位置為鏡子，二人各自站好位置，然后“物”開始做一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作，“像”根據(jù)“物”的動(dòng)作做出相應(yīng)的反應(yīng)。其他同學(xué)觀察“像”的動(dòng)作是否符合平面鏡成像的規(guī)律。例題講解：（學(xué)生先練習(xí)，若有問題，教師補(bǔ)充講解）例1（2019湖南岳陽(yáng)中考）如圖是“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇________（選填“厚”或“薄”）玻璃板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）實(shí)驗(yàn)中選取完全相同的兩支蠟燭A、B，是為了探究像與物的________關(guān)系。（3）移去蠟燭B，在其原來的位置上放置一塊光屏，光屏上________（選填“能”或“不能”）呈現(xiàn)蠟燭的像。解析：（1）因?yàn)楹癫ＡО宓膬蓚€(gè)面都可以當(dāng)作反射面，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)像，影響到實(shí)驗(yàn)效果，所以應(yīng)選用薄玻璃板；（2）實(shí)驗(yàn)中選取完全相同的兩支蠟燭A、B，在玻璃板前面放一支點(diǎn)燃的蠟燭A，再拿一支沒點(diǎn)燃的相同的蠟燭B，在玻璃板后面移動(dòng)，直至與蠟燭A的像重合，是為了探究像與物的大小關(guān)系；（3）平面鏡所成的像是虛像，虛像是不能成在光屏上的，故移去蠟燭B，并在其所在位置上放一光屏，這時(shí)，光屏上不能接收到蠟燭的像。答案：（1）薄（2）大?。?）不能點(diǎn)撥：用玻璃板代替平面鏡，成像不如平面鏡成像清晰，如果實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光線較強(qiáng)，像的亮度和環(huán)境的亮度差不多，像就顯得更加不清晰；相反，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光線較弱時(shí)，像的亮度和環(huán)境的亮度相差較大，像看起來會(huì)更加清晰一些。選用的玻璃板為薄玻璃板，因厚玻璃板的兩個(gè)面都可以當(dāng)作反射面，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)像，影響實(shí)驗(yàn)效果，所以選薄玻璃板。探究點(diǎn)二平面鏡成虛像光路圖提出問題：為什么我們只有在鏡子前方才能看到物體的像呢？物體上某點(diǎn)S射出的光線，經(jīng)平面鏡反射，進(jìn)入人的眼睛，傳播路徑是怎樣的呢？1.學(xué)生自主練習(xí)請(qǐng)同學(xué)們作出發(fā)光點(diǎn)射向平面鏡的兩條光線的反射光線，并反向延長(zhǎng)，你有什么發(fā)現(xiàn)（如圖）？（在練習(xí)紙上完成后，展示并指出優(yōu)缺點(diǎn)）2.展示學(xué)生所畫的光路圖，并指出優(yōu)缺點(diǎn)。提出問題：這兩條反射光線沿光的傳播方向能否相交？如果人的眼睛正處于這兩條光線的傳播路徑上，會(huì)覺得這兩條光線是從哪里發(fā)出的呢？點(diǎn)撥：在圖上畫一只眼睛，講解人眼是根據(jù)光線直進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)來判斷物體位置的，這時(shí)人眼逆著反射光線的方向向鏡內(nèi)看去，覺得光線好像是從鏡后的S點(diǎn)射出的。教師在大屏幕上展示光路如圖所示，并將反射光線反向延長(zhǎng)，講解平面鏡的成像原理。結(jié)論：物體在平面鏡中所成的像是由反射光線的反向延長(zhǎng)線相交而成的，是虛像，不能用光屏接收到；由數(shù)學(xué)知識(shí)可知圖中像和物體關(guān)于鏡面成軸對(duì)稱關(guān)系；因?yàn)槌蓪?duì)稱關(guān)系，所以像和物體到鏡面的距離相等，像和物體大小相等。成像的原因是發(fā)生了光的反射。例題講解：（學(xué)生先練習(xí)，若有問題，教師補(bǔ)充講解）例2（2019哈爾濱中考）如圖所示，請(qǐng)你畫出燭焰上A點(diǎn)經(jīng)平面鏡MN所成的像A。（保留作圖痕跡）或者解析：方法一：根據(jù)對(duì)稱作圖，過點(diǎn)A向平面鏡作垂線，并延長(zhǎng)到點(diǎn)，使點(diǎn)到平面鏡的距離等于點(diǎn)A到平面鏡的距離。方法二：利用光的反射作圖，過點(diǎn)A作出任意兩條入射光線，并根據(jù)光的反射定律作出對(duì)應(yīng)的兩條反射光線，將兩條反射光線反向延長(zhǎng)并交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是像點(diǎn)。答案：如圖所示探究點(diǎn)三平面鏡、球面鏡的應(yīng)用1.合作探究（1）查視力時(shí)，視力表放在被測(cè)者頭部的后上方，被測(cè)者面對(duì)平面鏡里的圖像。這樣做有什么好處？生活中還有哪些類似的例子？在大屏幕展示圖組。引導(dǎo)學(xué)生從被檢查者要觀察哪里的視力表，視力表的像在平面鏡后面多遠(yuǎn)的位置，這樣做的好處等方面來回答。教師：列舉學(xué)生思考后所舉的實(shí)例，并用屏幕展示舞蹈教室里的平面鏡、理發(fā)店里的平面鏡、服裝店里的穿衣鏡等利用平面鏡來成像的實(shí)例。（2）思考教材第80頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第5題，你能畫出光的路徑嗎？平面鏡的作用是什么？生活中還有哪些類似的例子？教師：列舉學(xué)生思考后所舉的實(shí)例，并用大屏幕展示。當(dāng)檢查口腔和耳道時(shí)，醫(yī)生頭上所戴的小平面鏡等。（3）閱讀教材第79頁(yè)“科學(xué)世界”的知識(shí)，思考：凸面鏡和凹面鏡各有什么作用？舉出生活中的實(shí)例說明。2.引導(dǎo)歸納：通過上面的題可以看出，可以利用平面鏡成像，也可以利用平面鏡來改變光的路徑；凹面鏡能將光線會(huì)聚；凸面鏡能將光線發(fā)散，起到擴(kuò)大視野的作用。例題講解：（學(xué)生先練習(xí)，若有問題，教師補(bǔ)充講解）例3除了平面鏡外生活中也常用到凹面鏡，如圖是一束平行光射到凹面鏡上的傳播情況。（1）由圖中光路可知，凹面鏡對(duì)光線起到________作用。（2）現(xiàn)在有一點(diǎn)光源，若要利用凹面鏡獲得平行光，應(yīng)把點(diǎn)光源放在________，依據(jù)的原理是________。（3）請(qǐng)你根據(jù)凹面鏡對(duì)光的作用另舉一個(gè)應(yīng)用凹面鏡的實(shí)例：________。解析：（1）根據(jù)光路圖可知：凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用。（2）若要利用凹面鏡獲得平行光，應(yīng)把點(diǎn)光源放在F點(diǎn)，依據(jù)的原理是在光的反射中，光路是可逆的。（3）應(yīng)用凹面鏡的實(shí)例：太陽(yáng)灶、手電筒的反光鏡等。答案：（1）會(huì)聚（2）F點(diǎn)光路可逆（3）手電筒的反光鏡課堂小結(jié)當(dāng)堂達(dá)標(biāo)（見導(dǎo)學(xué)案“當(dāng)堂達(dá)標(biāo)”）參考答案1.B2.D3.A4.C5.4不變6.物體到平面鏡的距離7.（1）不需要（2）大?。?）虛像（4）458.如圖所示布置作業(yè)教材第80頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第1至5題。板書設(shè)計(jì)一、平面鏡成像1.特點(diǎn)平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱2.原理：光的反射定律二、平面鏡的應(yīng)用1.成像2.改變光路三、凸面鏡和凹面鏡1.定義2.應(yīng)用教學(xué)反思__ 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