第二節 平面鏡成像【教學目標】一、知識與技能1.了解平面鏡成像的特點；2.了解平面鏡成虛像及虛像是怎樣形成的；3.理解日常生活中平面鏡成像的現象.二、過程與方法1.進行平面鏡成像特點的探究學習；2.觀察實驗現象，感知虛像的含義.三、情感、態度和價值觀在探究平面鏡成像特點中領略物理現象的美妙與和諧.【教學重點】平面鏡成像的原理、規律、特點及平面鏡的應用.【教學難點】實像和虛像，凸面鏡和凹面鏡的應用.【教具準備】演示用：平面鏡（大小形狀各不同）、凹面鏡、凸面鏡、激光演示器、口徑相同的平面鏡和凸面鏡、自制簡易潛望鏡、多媒體課件.學生用：玻璃板、相同的蠟燭兩支、火柴、夾子兩個、8開白紙一張、圖釘、透明膠條、小平面鏡.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】教師拿幾個生活中常用的鏡子讓學生觀察，引導學生說出鏡子的特點.學生1：這些鏡子的表面都是平的.學生2：用這些鏡子可以照出人的“面孔”和各種各樣的“物體”，鏡子里的“面孔”“物體”叫做像.鏡中的像與原物體的形狀一樣.師 這種表面平整光滑的鏡子叫做平面鏡.下面請同學們觀察自己在平面鏡中的像，并思考以下問題.（多媒體展示）思考題：（1）當你改變與平面鏡間的距離時，像怎樣變化？（2）像的大小與物體的大小有怎樣的關系？（3）像的大小與平面鏡的大小有關系嗎？學生思考，但有的無法回答.（這些問題，并不要求學生立即回答，目的是為了引起學生學習的興趣）.師 要想知道上面這些問題的答案，我們就一起來學習“平面鏡成像”的知識.【進行新課】知識點1 平面鏡成像的特點（1）向學生示范并說明實驗探究活動的目的和過程.實驗目的：研究物體在平面鏡中所成的像的大小和物體大小有什么關系；研究像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離有什么關系.（2）實驗過程：（邊示范邊講解）a.像下圖那樣，將一張8開的白紙用圖釘或透明膠條固定在水平桌面上，用兩個夾子夾住一玻璃板，豎立在白紙上.b.把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面，觀察到玻璃板后面出現了蠟燭的像.c.另拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動，使它與前面蠟燭的像重合（左右移動，直到從不同位置看上去它們都重合在一起），這時后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置.d.把放在玻璃板后的蠟燭移開，用白紙作屏幕放在該處，直接觀察白紙，紙上不能出現像.e.改變玻璃前蠟燭的位置，把實驗再做兩次，每次都記下兩支蠟燭的位置.f.在白紙上畫出玻璃板的位置，移開玻璃板，用刻度尺畫直線把每次實驗中兩支蠟燭的位置連接起來，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄下來并比較它們的大小，再用量角器測量看它們是否與鏡面垂直.把測量結果填寫到下表中.（3）學生分組實驗，老師巡視指導.（4）在實驗基礎上得出成像特點.教師提問：（1）平面鏡中的像與物體大小是否相等？怎么知道的？（2）像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離是否相等？怎么知道的？學生回答：（1）平面鏡中的像與物體大小相等.因為無論蠟燭到玻璃板的距離是遠還是近，一支蠟燭與另一支蠟燭的像總是重合的.（2）像和物體到鏡面的距離相等，因為兩支蠟燭到玻璃板的距離相等.師 能被人看見但不能在屏幕上呈現的像叫做虛像.平面鏡成的像不能用光屏接收，所以平面鏡成的像是虛像.順便說一下：能夠用光屏接收的像稱為實像.真實存在的像，你們見到過嗎？學生：小孔成像，像是有光線投射到光屏上形成的.例如：樹林里地面上圓形的小光斑就是太陽的實像.師生共同分析得出平面鏡的成像特點.板書：平面鏡成像的特點：（1）物體在平面鏡中成的是虛像；（2）像和物體的大小相等；（3）像和物體到鏡面的距離相等；（4）像與物體對于平面鏡是對稱的.（5）總結交流：a.為什么用薄玻璃板代替平面鏡？答：能準確找到像的位置，如用厚玻璃板會導致形成兩個像.b.刻度尺有什么作用？答：便于比較像與物到平面鏡的距離c.選兩個完全相同蠟燭的目的是什么？答：為了比較像與物的大小關系.d.為什么前面蠟燭點燃，后面蠟燭不點燃？答：前面蠟燭點燃為了使光線充足，清晰成像；后面不點燃，為了便于像與后面的蠟燭重合，確定像的位置.e.不管怎樣移動，都不能使蠟燭與像重合，為什么？答：玻璃板沒有與桌面垂直，導致成像在上方或下方.（6）平面鏡成虛像（多媒體展示）平面鏡成像原理：平面鏡成像是由于光的反射形成的.如下圖所示：物體上的一點S射向平面鏡的發散光束，經平面鏡反射后，反射光線仍然是發散的，發散的反射光線進入人的眼睛，人眼感覺光好像是從反射光線的反向延長線的交點處S射過來的，就在S處看到點S的虛像（虛像點是由實際光線的反向延長線會聚而成的點）.例題1（多媒體展示）小貓在平面鏡前欣賞自己的全身像，此時它所看到的像是圖中的（ ）解析：根據平面鏡成像特點分析，當鏡面豎直放置時，所成的像是正立的、等大的、左右相反的；符合該條件的只有C圖.答案：C.例題2 一個身高為1.68m的中學生站在平面鏡前5m遠的正前方，當他以1m/s的速度向平面鏡靠近時，鏡中的像（ ）A.2s后像與人之間的距離是6m，像的大小不變B.以2m/s的速度向人靠近，像的大小不斷變大C.2s后像與人之間的距離變化了6m，像的大小不變D.以1m/s的速度向平面鏡靠近，像高0.84m解析：根據速度公式變形s=vt和平面鏡成像特點，像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等，可知2s后中學生與平面鏡之間的距離為5m-21m/s=3m，像與平面鏡之間的距離為3m，則像與中學生之間的距離為3m+3m=6m.根據平面鏡成像特點，像和物體大小相同，可知像的大小不變.故A選項正確，B、C選項不正確.D、根據平面鏡成像特點，平面鏡所成的像與物體關于平面鏡對稱，像和物體大小相同.可知鏡中的像以1m/s的速度向平面鏡靠近，像高1.68m，故D選項錯誤.答案：A.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點2 平面鏡成像特點的應用（1）平面鏡成像特點的應用師 古今中外，關于平面鏡有很多的傳說和應用.木蘭詩中“對鏡貼花黃”一句生動描述了古代婦女在鏡前整容的情景.至今舞蹈演員仍用平面鏡觀察自己的姿勢，以便糾正.古書記載的潛望術在近代潛水艇里也有應用，其實質就是兩塊平面鏡.教師展示一下潛望鏡，并請位同學體驗.請同學們看一下課本59頁“平面鏡成像特點的應用”.師 現在請你想一想平面鏡在實際中有什么應用？學生交流討論.師 思考這些應用實際利用了平面鏡的什么特點學生：平面鏡能夠成像.例如：用水、銅鏡、平面鏡梳妝；舞蹈演員用平面鏡矯正姿勢；醫生用小平面鏡觀察患者牙齒；視力表、儀表用到平面鏡；店堂的柜子裝有平面鏡等.例題3 白天在室內照鏡子，如果門窗朝南開，為了較清晰地看到自己的面容，鏡子的反射面應（ ）A.朝南 B.朝北 C.朝東 D.朝西解析：為了較清楚地看到自己的面容，應使鏡中的像亮度增加，根據平面鏡成像的原理，鏡中的像是物體漫反射的光經過平面鏡反射形成的.為了增強像的亮度，應增加鏡前物體的亮度（即有較多的光線射向人臉）.根據本題題意，窗戶朝南開，只有人臉向南才能有較多的光線射向人臉，人臉向南，鏡子的正面只有朝北才行.答案：B.例題4 如圖所示，為潛望鏡的結構示意圖，通過這樣的潛望鏡看到物體AB的像是（ ）A.倒立、放大的虛像 B.正立、等大的虛像C.倒立、放大的實像 D.正立、縮小的實像解析：照射到潛望鏡上面這塊平面鏡上，再反射到下面這塊平面鏡上，再反射到人的眼里，人就能從低處看見上面的、遠處的景物，總之是平面鏡成像.根據平面鏡的成像特點，物體不管距離平面鏡多遠，所成都是等大正立的虛像.答案：B.（2）凸面鏡和凹面鏡演示實驗3：用激光器平行射向凸面鏡.現象：平行光線經凸面鏡后變得發散.師生共同分析得出結論：平行光線經凸面鏡后發散.教師讓學生手拿一個凸面鏡，觀察自己的像.師 像是放大的還是縮小的？學生：凸面鏡所成的像是縮小的.演示實驗：4：如圖所示，用兩張黑紙各剪去一個等大的圓孔，分別粘在凸面鏡和平面鏡上.把凸面鏡和平面鏡放在離學生距離相等的位置上，讓學生向兩個鏡中觀察，比較從兩個鏡中看到的范圍哪個大，哪個小？學生：口徑相同的凸面鏡視野比平面鏡的大.教師歸納總結，用多媒體播放.凸面鏡和凹面鏡1.反射面是凸面的叫凸面鏡（或凸鏡），反射面是凹面的叫凹面鏡（或凹鏡）；凸面鏡對光線起發散作用，凹面鏡對光線起會聚作用；經凹面鏡和凸面鏡反射的光都遵循光的反射定律，且也具有光路可逆性.2.凸面鏡的應用：公路拐彎處的反光鏡、汽車的后視鏡；凹面鏡的應用：太陽灶、大型反射式望遠鏡、耳鼻喉科醫生用的額鏡.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點3 平面鏡成像作圖（1）根據平面鏡成像特點作圖例題5 如圖所示，O是O在平面鏡中成的像，在圖中畫出平面鏡的位置，并畫出線段AB在該平面鏡中的像.解析：根據平面鏡成像的特點知道：像與物的連線與鏡面垂直，所以先連接O和O，再作OO的垂直平分線.先作出物體AB的端點A、B關于平面鏡的對稱點A、B，用虛線連接A和B，即為物體AB在平面鏡中所成的像，從而完成光路.答案：如圖（2）根據平面鏡成像原理作圖平面鏡成像作圖題中，知道物點找像點，或知道像點找物點，通常利用平面鏡成像特點來作圖，根據平面鏡成像特點知道，像點與物點關于鏡面對稱（即鏡面所在直線是像點與物點連線的中垂線）；在光學作圖題中，要確定一條光線的路徑，需要找到光線通過的兩個點，在平面鏡成像作圖題中，由平面鏡成像原理可知，所有反射光線的反向延長會聚在虛像點，即反射光線通過的點和像點在同一直線，這一知識點在平面鏡成像作圖題中經常用到.例題6 如圖所示，發光點S發出的某光線經平面鏡發射后，發射光線恰好經過A點，請在圖中畫出這條光線.解析：利用平面鏡成像的特點：像與物關于平面鏡對稱，作出發光點S的像點S，根據反射光線反向延長通過像點，可以由像點和A點確定反射光線所在的直線，從而畫出反射光線，并確定反射點，最后由發光點和反射點畫出入射光線，從而完成光路.解：作出發光點S關于平面鏡的對稱點，即為像點S，連接S、A點交平面鏡于點O，沿OA畫出反射光線，連接SO畫出入射光線，如圖所示：【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.【課堂小結】平面鏡是一個非常重要的光學元件，在生活中的應用也很廣，這部分光學知識為將來的學習打下了基礎.幾何光學的學習要突出幾何作圖，同學們應嚴格按照規范化的作圖格式進行訓練，緊緊抓住平面鏡成像特點進行思考.平面鏡無處不在，無處不有，給我們的生活增添了許多美麗的風景.【課后作業】完成練習冊中本課時對應課后作業部分練習.1.本節課基本的思路是讓學生自主的探究，學生根據實驗的現象和日常生活中的現象進行猜想，在此教師只要引導好學生打開他們的思路，使學生能大膽的進行猜想.對于學生的想法教師不要評價對與錯，只是引導他們，使其想法盡量合理.但在探究過程中，一定要引導好，既不能失控，也不能出現包辦的現象.2.這節課沒把重點放在知識結論上，而是放在激發學生的探究興趣上，讓學生經歷有意義的探究活動，體驗正確的認識是怎樣產生的，這是筆者在教學過程中認為比較成功的一面.雖然有些問題還不能用現有的知識來解決，但讓學生帶著問題進行學習，本身就是探索.這種以實驗探究為手段，讓學生自己解開科學之謎的方法，大大激發了學生的求知欲，調動了學生的學習主動性，有利地培養學生的獨立探索能力和創新能力