沪粤版八年级物理上册教案第三章第三节探究平面镜成像特点 教学详案

第三节 探究平面镜成像特点
设计说明 本节课主要是让学生经历基本的科学探究过程之后，能归纳出平面镜的成像规律、并能利用光的反射定律做出平面镜成像的光路图，理解平面镜成像原理是光的反射；能了解平面镜在现实生活中的应用。本课的重点是在“探究”和“设计”的过程上，“如何探究像与物是否等大”（实验目的）→怎样比较虚像与物体的大小→找一个跟物体完全相等的物体（替代物）比较与像的大小关系，怎样才能同时观察到像与替代物→把平面镜改为玻璃板（实验基本思想方法），从而有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，对学生思维的灵活性、深刻性和方向性进行训练，培养其发散思维能力。 教学目标 【知识与技能】 1.了解平面镜成像的特点。 2.了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 3.理解日常生活中平面镜成像的现象。 4.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。 【过程与方法】 1.经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。 2.观察实验现象，感知虚像的含意。 3.通过观察感知球面镜对光线的作用。 【情感、态度和价值观】 1.在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。 2.培养实事求是的科学态度。 3.通过对平面镜、球面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。 重点难点 教学重点 探究平面成像的实验方案的设计和探究过程 教学难点 平面镜成像特点的运用 教学方法 讲授法、实验法、交流法 教具、学具 学生用：茶色玻璃板、两支完全相同的蜡烛、方格纸、刻度尺、火柴、铅笔、凸面镜、凹面镜等。 教师用：多媒体课件、平面镜 授课时数 2课时 第一课时 探究平面镜成像特点 教学过程 回顾思考 1.光的反射规律的内容是什么？ 2.镜面反射和漫反射的区别在哪里？ 引入新课 在你照镜子的时候，可以在镜子里看到另一个“你”，镜子里的“人”就是你的像。在平静的水面，房屋树木和它们的倒影相映成趣，形成了一幅美丽的对称图。这个倒影实际上就是岸上房屋树木的像。 探究平面镜成像的特点后，你就会知道其中的道理了。 讲授新课 一、平面镜 学生实验：照镜子 让学生拿起桌面上的平面镜，在平面镜中观察圆珠笔、橡皮、铅笔盒等在平面镜中的成像情况。 师：在镜中看到了什么？（通过学生回答引出平面镜及成像的概念） 师：生活中这类现象很多，物理学中把这类现象叫做平面镜成像。 幻灯片：我们把反射面为光滑平面的镜子叫做平面镜。平静的水面、玻璃面、漆面地板具有平面镜的作用，物体通过它们都能成像。 二、探究平面镜成像规律 活动：请同学们利用手中的平面镜观察自己的脸，并思考下列问题： （1）你的像在平面镜的什么位置？ （2）在平面镜中，你的像的大小和你的大小一样吗？ （3）当改变你与平面镜的距离时，像的大小改变吗？像到镜面的距离怎么变化？ 1.师提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？ 2.引导学生讨论、归纳可能有下列猜想：（允许有不正确猜想） ①像的大小与物的大小可能相等。 ②像到镜面的距离与物到镜面的距离可能相等。 ③像与物左右可能相反。 3.设计实验 问题1：平面镜里的像是虚像，手又不能伸进平面镜，怎样才能找到像的位置？ 学生回答：用玻璃板替代平面镜 教师总结：因为玻璃板既能成像也能透光，所以实验中既能看到物体（蜡烛A）成的像，也可以透过玻璃看到对面的物体（蜡烛B），这样就能够准确的找到成像的位置。而平面镜由于不透光，所以只能成像，却不容易找到像的位置。 问题2：平面镜里的像是虚像，怎样才能方便比较像与物的关系？ 学生回答：用相同的蜡烛替代像——等效替代法 4.检查实验器材：茶色玻璃板、两支完全相同的蜡烛、方格纸、刻度尺、火柴、铅笔等。 5.设计实验表格： 实验序号物到平面镜的距离/cm像到平面镜的距离/cm像与物的大小关系123
6.投影展示实验步骤： （1）在桌面上铺一张方格纸，将玻璃板竖立在纸上,并贴着玻璃板在纸上画一条线； （2）把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛在玻璃板的后面移动，直到与点燃蜡烛的像完全重合； （3）在纸上给两支蜡烛对应的位置描点，标记为、； （4）移动点燃蜡烛的位置重复步骤（2）、（3）； （5）用虚线连接对应的点、、，并用刻度尺测量各对应点到玻璃板的距离。 7.教师强调实验注意事项： （1）玻璃板放置时要与桌面垂直。 （2）完成一次实验后改变蜡烛的位置再重做两次实验，避免实验数据的偶然性；将实验采集的数据填在表格中，同时完成实验结论的填写。 8.学生进行实验，教师巡回指导。 9.总结数据，得出结论： ①像与物到平面镜的距离相等。（等距） ②像与物的大小相等。（等大） ③像与物关于镜面对称。（对称） ④平面镜成的像是虚像。（虚像） 10.交流与评估 你还有哪些发现？探究的过程中你有什么疑惑？（可以小组之间可以相互交流） 三、平面镜成虚像 投影展示问题：水里的“月亮”是真实的吗？它是怎么形成的 如图，先给出一个发光点，然后提问学生： 你们知道发光点能发出多少条光线，方向如何？射到平面镜上的光线有多少条？ 选出一条入射光线，并画出它的反射光线，再选出另一条入射光线，并画出它的反射光线。这两条反射光线沿传播方向能否相交？如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上，会觉得这两条光线是从哪里发出的？并在图上画出一只眼睛。 分析可知：这两条反射光线不能相交。当眼睛正处于反射光线的路径上时，根据光线直进的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点发出的。边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长，得交点。 结论：是发出的光线经平面镜反射后反射光线的反向延长线的交点。但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点，所以叫虚像。物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成了整个物体的虚像。虚像不是实际光线会聚而成的。 教师总结：实像：①由实际光线会聚形成的像；②能用光屏承接的像。虚像：①由反射光线的反向延长线会聚形成的像；②不能用光屏承接的像。 例题：将一点光源S放在平面镜前，用平面镜的成像特点作出点光源S的像。 答案： 练习：请你根据平面镜的成像特点作出物体在平面镜中的像。 答案： 四、平面镜的应用 合作探究 （1）查视力时，视力表放在被检查者头部的后上方，被检查者面对镜子里的图像。这样做有什么好处？生活中还有哪些类似的例子？在大屏幕展示图组。 引导学生从被检查者要观察哪里的视力表，视力表的像在镜子后面多远的位置，这样做的好处等方面来回答。 师：罗列学生思考后所举的事例，并用屏幕展示水中的倒影、舞蹈教室里的平面镜、牙医用的平面镜等利用平面镜来成像的事例。 （2）观察课本第58页图3-29，你能画出光的路径吗？平面镜作用是什么？ 教师讲解：平面镜可以改变光的传播方向，举例：潜望镜和塔式太阳能电站。 五、各种面镜 1.利用实验桌上的凸面镜和凹面镜，看看你在两种镜面中的成像特点。结合课本第58页和59页各种面镜的内容。 思考：凸面镜和凹面镜各有什么作用？他们成像有什么特点？举例生活中的事例说明。 2.引导归纳： 凹面镜能将光线会聚，能成倒立、缩小的虚像，举例：利用凹面镜聚光的手电筒和车灯的反射罩、太阳灶等。 凸面镜能将光线发散，能成正立、缩小的虚像，起到扩大视野的作用，举例：汽车后视镜、超市防盗镜等。 3.教师展示两种面镜的光路图。 课堂小结 1.平面镜的定义：生活中常用的镜子表面是平的，叫做平面镜。 2.平面镜成像的特点： （1）平面镜所成的像是虚像，即不能呈现在光屏上。 （2）像与物到平面镜的距离相等，且像与物的连线与镜面垂直。 （3）平面镜所成的像与物的形状，大小完全相同，而且是正立的。 3.平面镜的应用：成像和改变光路。 4.凹面镜和凸面镜的应用。 当堂达标 1.某同学从平面镜前2.5m处面镜，则该同学在平面镜中像的大小将（ ） A．变小 B．变大 C．不变 D．可大可小 答案：C 2.一只小猫正在平面镜前欣赏自己的全身像，如图所示,此时它所看到的全身像应是图中的哪一个？（ ） 答案：C 3.小丽同学身高为1.6m，她在镜中像的高度是＿＿＿＿m；她到镜面的距离是0.4m，像到她的距离是＿＿＿m。 答案：1.6 0.8 4.一只小鸟在离湖面10m的上空飞行，若湖深5m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是_______m，它在湖里所成的像是________（选填“虚”或“实”） 像。 答案：20 虚 5.小明在做研究平面镜成像的实验时，先将蜡烛放在平面镜前50 cm处，他记下了像的位置，然后，他将平面镜向蜡烛移动了10 cm，则第二次成像的位置与第一次成像的位置比较（ ） A．向平面镜移动了10 cm B．向平面镜移动了20 cm C．远离了平面镜10 cm D．远离了平面镜20 cm 答案：A 6．请你根据平面镜的成像特点作出物体在平面镜中的像。 答案： 板书设计 第二课时 习题课 教学过程 考点一 探究平面镜成像特点 实验精讲 【实验器材】两支_________的蜡烛、_______、支架、白纸、_____(判断实像和虚像)、_______和火柴。 【实验装置】 【实验要点】 （1）将玻璃板＿＿＿＿架在水平桌面的白纸上； （2）先透过玻璃板看另一侧的像，再在像的位置放一光屏，不通过玻璃板，直接观察光屏，看光屏上是否有蜡烛的像； （3）将另一支完全相同的蜡烛放到成像的位置，比较像与蜡烛的大小关系； （4）连接像点与物点，并用刻度尺测量物距和像距； （5）该实验尽量在＿＿＿＿的环境中进行。 【要点探究】 （1）为什么用玻璃板代替平面镜？ 提示：玻璃板既能看到所成的像，又能看到玻璃板后面的蜡烛，便于确定像的位置和比较像与物的大小。 （2）为什么要选用两支完全相同的蜡烛？ 提示：便于比较像和物的大小关系。 （3）为什么要让玻璃板与桌面垂直？ 提示：使像和物在同一水平高度，便于确定像的位置，也便于比较像和物的关系。 （4）实验中观察到蜡烛在玻璃板后面会有两个几乎重叠的像，为什么？如何克服这种现象？ 提示：这是由于玻璃板较厚，它的前后两个表面都会成像，故能看到两个像。实验时选用较薄的玻璃板，尽量使两个像“重合”。 答案：【实验器材】完全相同 玻璃板 光屏 刻度尺 【实验要点】（1）垂直 （5）较暗 典例剖析 例1 如图甲、乙所示，两图是小月同学探究平面镜成像特点的实验情景。 （1）玻璃板竖立在水平桌面上，点燃的蜡烛竖直立在玻璃板前，玻璃板后出现的像。 （2）小月同学拿另一支与蜡烛大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直至与的像重合，如图乙所示，由此可得出像和物大小__________（选填“相等”或“不等”）；若向玻璃板靠近，应将向__________（选填“远离”或“靠近”）玻璃板的方向移动，才能使重新和的像重合。 （3）将取走，在处竖放的白纸上不能承接到的像，说明平面镜成______(选填“虚”或“实”)像。 解析：本题考查探究平面镜成像特点。蜡烛与蜡烛大小相同，与的像能够重合，说明像和物的大小相等；若向玻璃板靠近，则它在玻璃板中的像也向玻璃板靠近，应将向靠近玻璃板的方向移动，才能使重新和的像重合；将取走，在处竖放的白纸上不能承接到的像，说明平面镜成虚像。 答案：（2）相等 靠近 （3）虚 【拓展探究】上述实验中： （1）用玻璃板代替平面镜的目的是__________________________。 （2）该实验在___________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中完成，其现象更为明显。 解析：（1）用玻璃板代替平面镜的目的是玻璃板不但反射光成像，还能透光看到玻璃板后面的蜡烛，便于观察到所成的像的位置与物体的位置有何关系和比较像与物的大小关系。（2）该实验要在较暗的环境中完成，使所成的像更加清晰。 答案：（1）便于确定像的位置及比较像与物的大小 （2）较暗 针对训练 练习1 如图所示是“探究平面镜成像特点”的情景：透明玻璃板竖直放在水平桌面上，两支相同的蜡烛A、B竖立在玻璃板两侧，请根据实验回答下列问题。 （1）为了便于观察，实验应选在______(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。 （2）选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的______关系。 （3）实验中，测得蜡烛A到玻璃板的距离为5 cm，移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，此时蜡烛B到玻璃板的距离为_____cm。 （4）实验中若移开蜡烛B，用白纸作光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察白纸，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是______(选填“虚像”或“实像”)。 （5）实验中，小红发现玻璃板后出现两个蜡烛A的像，其原因是她选用的玻璃板_______(选填“太厚”或“太薄”)。 答案：（1）较暗 （2）大小 （3）5 （4）虚像 （5）太厚 考点二 平面镜成像特点的应用 知识精讲 平面镜成像特点：平面镜所成像的大小与物体的大小______， 像和物体到平面镜的距离______， 像和物体的连线与镜面______(像和物体关于镜面对称)， 平面镜所成的像是______的______。 答案：相等 相等 垂直 正立 虚像 典例剖析 例2 清澈平静的湖面上空，一只小鸟正向下俯冲捕食。下列说法正确的是( ) A．像变小，像距变小 B．像变小，像距变大 C．像的大小不变，像距变大 D．像的大小不变，像距变小 解析：平静的湖面可以看作一个平面镜，小鸟在平面镜中成虚像，小鸟和小鸟的像到平面镜之间的距离相等，大小相等，所以在小鸟向下俯冲的过程中，小鸟的像大小不变，像距变小。故选D。 答案：D 点评：人离平面镜越近感觉像越大，像的大小实际上是没有发生变化的，只是眼睛看像的视角变大，是眼睛的一种错觉。 针对训练 练习2 检查视力时，要求人与视力表间的距离是5 m，现在使用一个平面镜，如图所示，视力表到镜子的距离是3 m，人到镜子的距离是________m。人身高1.6 m，起身远离镜子后退，则镜中人像高________(选填“大于”“小于”或“等于”)1.6 m。 答案：2 等于 考点三 平面镜成像作图 知识精讲 作图步骤原理图光的反射定律①从发光点引出两条光线，射到平面镜上
②作两条入射光线的法线
③根据反射定律，反射角等于入射角，作反射光线
④作反射光线的反向延长线，交点即为发光点的像点利用平面镜成像特点①过点作平面镜的垂线（像与物连线跟镜面垂直）
②截取点，使到镜面的距离等于到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）
③画出像点（像与物大小相等）
典例剖析 例3 请根据平面镜成像的特点作出图中箭头状物体在平面镜中的像。 解析：先作出端点A、B关于平面镜的对称点、，用虚线连接、两点即可画出物体AB在平面镜中的像，如图所示。 点评：作物体在平面镜中所成的像，常用方法是作出端点(或关键点)的像点，用虚线连接像点得到物体的像。 例4 竖直的墙面上有一块平面镜MN，小女孩站在平面镜前，她的脚前有一枚硬币(如图中点A所示)。请你利用平面镜成像的特点画出小女孩看到硬币的像的光路图。 解析：硬币A反射的光线经平面镜反射后，进入了人眼，人看到了硬币A在平面镜中的虚像；先作出点A关于平面镜的对称点A′，然后连接A′和小女孩的眼睛，连线与平面镜的交点为入射点O，连接AO即为入射光线，O和小女孩眼睛的连线即为反射光线，并标出光的传播方向，如图所示。 针对训练 练习3 如图所示，是AB在平面镜中所成的像，请画出平面镜的位置(保留作图痕迹)。 解析：平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形，连接AA′、BB′，作这两条线段的垂直平分线，即平面镜的位置，如图所示。 练习4 如图所示，将一个发光小球S放在平面镜前，眼睛在P处看到平面镜中也有一个同样的“小球”。请作出眼睛看到该“小球”的光路图。 解析：作出发光小球S关于平面镜的对称点S′即为小球的像。连接眼睛P点与像点S′与镜面相交于一点O，即为入射点，连接SO、OP，则SO是入射光线，OP为反射光线，如图所示。 当堂达标 1．平面镜成像实验中，以下说法正确的是（ ） A.用光屏可以呈现虚像 B.用玻璃板代替平面镜便于确定像的位置 C.平面镜所成像的大小与物到平面镜的距离有关 D.平面镜所成像的大小与平面镜的大小有关 答案：B 2．检查视力时，人眼与视力表的距离应为5 m，可是检查视力的房间东西墙壁最大的距离为3.5 m，此时，眼科医生把视力表挂在东墙上，在西墙上挂一面大平面镜，则被检查者应面向西坐在平面镜前合理的位置是( ) A．距镜面3 m B．距镜面2 m C．距镜面1.5 m D．距镜面1 m 答案：C 3．如图所示，某市民正站在平面玻璃制的地铁安全门外候车。地铁到站后，安全门向两侧打开，关于该市民在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是（ ） A．各成半个像，合起来成一个完整的像 B．在两侧安全门中成的像越来越小，直至不成像 C．都成完整的像，且两个像的位置与原来像的位置重合 D．都成完整的像，且两个像在不同位置，两个像的距离等于两侧安全门之间的间距 答案：C 4．（多选）李娜同学利用如图所示的装置进行“探究平面镜成像特点”的实验。下列说法正确的是( ) A．实验中选用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置 B．选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系 C．蜡烛远离平面镜时像变小 D．实验中无需多次改变蜡烛的位置，便可使结论具有普遍性 答案：AB 5．如图所示，S′为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点。请在图中作出发光点S的位置，并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线(保留作图痕迹)。 答案：如图所示。 解析：作出像点S′的对称点，即为发光点S，连接PS′，与镜面的交点为入射点O，再连接SO、OP，画上箭头，SO为入射光线，OP为反射光线。 6．如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置。 (1)为了保证实验效果，应该选择_____________(选填“平面镜”“厚玻璃板”或“薄玻璃板”)。 (2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了___________________________。 (3)移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，光屏上无法承接蜡烛的像，说明平面镜成的像是__________像。 答案：（1）薄玻璃板 （2）探究物和像的大小关系 （3）虚