课题 平面镜成像（第二课时）
教学目标
教学目标： 知识目标：知道物体关于平面镜成的像为虚像；知道平面镜成像的原理是光的反射； 知道凹面镜和凸面镜对光的作用。 能力目标：通过作光路图的方法，能运用光的反射定律确定像的位置；通过学习和模 仿，尝试用物理语言解释平面镜成像的典型实例。 情感目标：乐于交流，敢于表达，勤于操作；感受物理思维的巧妙并获得成就感；体 会“物理是有用的 ”。 教学重点： 运用平面镜成像的特点解释相关现象。 教学难点： 利用作光路图的方法作出物体在平面镜中所成的虚像。
教学过程
时 间 教学环节 主要师生活动
1 分 钟 引入 【导入】上节课我们一起探究了平面镜成像的特点。得到平 面镜所成像与物体大小相等，像与物到镜面的距离相等以及 像与物连线与镜面垂直等特点。今天我们来继续学习平面镜 成像的其它内容。
7 分 钟 平面镜成 像的原理 和性质 【问】将一支点燃的蜡烛放在平面镜前。我们可以清晰地看 到镜中蜡烛的像，大家思考：这个像究竟是如何“被我们看 到 ”的呢？ 【答】镜子里的蜡烛发出了光，光进入眼睛，我们就看到它 了呀！ 【答】不对。平面镜背后都有一层不透光的涂层，光不能穿 过镜面。 【问】是呀，光进入眼睛，我们才能看到物体。可光束不能 穿过此平面镜，镜后也没有蜡烛，我们为什么会看到平面镜 后有蜡烛呢？从光源 s 发出的光到达平面镜后发生了什么？ 被我们接收到的光是如何传播进入眼睛的呢？ 【展示】平面镜前的光源向四面八方发光，其中的一部分光 照射到平面镜上发生反射。如果我们在这部分反射光的范围 内，有光进入眼睛，就会看到物体的像。 【作图】现在我们尝试着，利用光的反射定律画出反射光路 图。先画出从光源某点 S 发出并射向平面镜的任意两条光线， 根据光的反射定律，可以确定与之对应的反射光线方位。大 家看这两条光线是发散的，没有交点；但它们的反向延长线 却会交于一点 S。S ’点是否就是光源 S 的像呢？我们再画一 条从光源 S 点发出并射向平面镜的光线。根据反射定律，画 出这条光线的反射光线以及它的反向延长线，发现：这条反 射光线的反向延长线仍然会通过 S 点。这就说明，光源 S 射 到平面镜的光，其反射光线的反向延长线都要会聚到 S 点。 S 点就是我们看到光源 S 点的像。所以，平面镜成像的原理 是光的反射。 【总结】由于平面镜后并不存在发光点 S ，它不是实际光束 的会聚点，进入人眼的光也并非是从 S 点发出的。我们把这 种由光的反向延长线会聚而成的，实际光线不能到达的像叫 做虚像。虚像不能被光屏接收到。
【提问】前面我们根据光的反射定律，利用画光路图的方法， 确定了发光点 S 在平面镜中成的像 S 点的位置，如果发光体 不是一个点，而是有一定长度的物体，我们应该怎么办呢？ 如图所示，MN 为平面镜，AB 为放在镜前的物体。怎样做出 AB 关于平面镜 MN 的虚像呢？ 【作图】我们依然可以采用画光路图的方法确定发光体 AB 上 任意几点在平面镜中的像。例如，先确定 A 点在镜中的像： 画出从 A 点发出并射向平面镜的任意两条光线，根据光的反 射定律，画出反射光线以及它们的反向延长线，交点即为 A 的像 A 点。同理，画出从 B 点射向平面镜的任意两条光线， 还是根据光的反射定律，画出对应的反射光线，并画出它们 的反向延长线，交点即为 B 的像 B 点。连接 A ’B ’，即为物 体 AB 关于平面镜 MN 所成的虚像。 【提问】有没有简单一些的方法呢？ 【作图】由平面镜成像的特点可知，像与物关于镜面对称。 所以我们可以先做出 A 点关于镜面 MN 的对称点 A ’。由 A 向 平面镜 MN 引垂线，O 为垂足，用刻度尺测量出 A 点到 MN 的 距离，即 AO 的长度；延长 AO 至 A ’，使 OA ’的长度等于 AO。 A ’就是 A 点关于平面镜 MN 所成的虚像点。同理，做出 B 点 关于镜面 MN 的对称点 B ’。用虚线连接 A ’和 B ’。那么 A ’B ’就是 AB 关于平面镜 MN 所成的虚像。 【注意】请同学们注意，在作图过程中，所有的辅助线请画 虚线；由于平面镜所成的像为虚像，一般也用虚线表示。 【作图】同样道理，如果平面镜 MN 水平摆放。我们也可以用 类似的方法做出物体 AB 关于平面镜所成的虚像 A ’B ’。 【提问】图中展示的是颐和园内十七孔桥附近的美景。平静 的湖面作为平面镜，呈现出十七孔桥的虚像，也就是我们说 的“倒影 ”。倒影的意思，是平面镜成倒立的像吗？ 【提问】将照片逆时针转动 90 度，同学们你们看到了吗？
5 分 钟 平面镜的 应用—— 成等大等 距的像 现在，你还会认为平面镜能成倒立的像吗？ 【回答】所谓水中倒影，只是平面镜所处的位置位于物体下 方，像看起来“倒立 ”。实际上，像与物依然关于平面镜对称， 像依然是正立的。 【作图】如果只给出了物体和像，根据平面镜成像的特点， 我们也能找到平面镜的位置：连接相应的物点和像点，由于 像距等于物距，所以连线中点处即为平面镜所在的位置。 【播放视频】大自然鬼斧神工，创造出许多奇妙的平面镜成 像视觉盛宴。让我们一起来欣赏。 【应用 1】虽然平面镜所成的像是虚像，但是它对我们生活 确有重大意义。早在很久之前，先人们就知以铜为镜，可正 衣冠。青铜镜在我国被使用了三千余年，直到清朝末年才被 玻璃镜代替。 随着社会的发展，科技水平的提高，平面镜的用途也越来越 广泛。除了日常生活我们对着镜子穿衣、化妆等，平面镜还 在很多方面有其特殊的应用。比如，牙医帮我们检查牙齿时 所用的口腔检查镜就是一小块平面镜。 由于平面镜能呈现出与物体等大等距的像，给人一种扩大空 间的视觉效应。所以在近些年，家庭、商店、办公室等以镜 面作为墙面的装潢设计颇受欢迎。 【练一练】检查视力的时候，我们也会用到平面镜成像呢！ 如图所示，视力表放在被测者头部的后上方，被测者需要识 别对面墙上镜子里的像。已知视力表距离平面镜 2.7 米，距 离被测者 0.4 米。 那视力表在镜中的像与被测者相距多远呢？ 【回答】首先来找视力表在平面镜中的像。由平面镜成像的 特点可知，像与物关于镜面对称。所以，像到平面镜的距离 等于视力表到平面镜的距离等于 2.7 米。而人到平面镜的距
离为 2.7 米减 0.4 米，即 2.3 米，所以，人到平面镜中视力 表的像的距离为 2.7 米加 2.3 米，即 5 米。 【提问】请大家继续思考：与不用平面镜的方法相比，这样 安排有什么好处呢？ 【回答】很多时候空间有限，我们就可以利用平面镜成像“扩 展空间 ”，在较小房间内检查视力。 【播放视频】轻松一下，咱们来看个小魔术。这是一个魔盒， 里面空无一物。但是魔术师却能从中取出物品。你能猜到这 个魔盒的秘密吗？ 【揭秘】魔盒的秘密就是其中一块倾斜放置的平面镜。镜子 的反光面对着观众，使观众虽然只能看到盒子的一半空间， 但却在平面镜成像的帮助下认为自己看清了盒内的全貌。魔 术师在平面镜的后面提前放置好物品，成功达到让物品“隐 身 ”的效果。 【播放视频】将镜面排成合适的阵列，就可以组成“镜子迷 宫 ”。这种身边有若干个“自己 ”的感觉你想不想体验一下呢？ 【做一做】同学们在家也可以简单取材，制作平面镜成像趣 味小实验。例如，你将两块平面镜竖直放置在桌面上，并摆 放成不同角度，会看到什么呢？ 【做一做】传统玩具万花筒就是利用角镜成像的典型例子。 摇一摇筒身，你可以在看到千变万化的“景象 ”。下面就跟着 老师一起自制一个万花筒吧。 需要使用的器材如上： 【播放视频】将三条镜面用胶布贴好，组成等腰三角状；将 它放在大小适合的纸筒中，被观察的装饰物用盖子封严放置 在筒前，筒后扣好盖子。眼睛凑近筒后的小孔处，转动万花 筒，看看有什么神奇的变化吧！
4 分 钟 5 分 钟 平面镜的 应用—— 改变光路 凹面镜和 凸面镜 【应用 2】平面镜除了可以呈现与物体等大等距的虚像外， 很多时候它还被用来改变光路。例如，生物课上用的显微镜， 其载物台下方的反光镜，其中一面就是平面镜。它能反射外 界的光，增加显微镜内的通光量。老式投影仪的顶部也装有 平面镜。它可将通过幻灯片的光反射后投影在屏幕上。 【展示】军事上也会用到平面镜。例如，海军在驾驶潜艇时， 用于观察海面动态的潜望镜也与平面镜有关。简易潜望镜的 原理很简单，如图所示：其核心部件就是两片相对放置的平 面镜。光源发出的光经平面镜两次反射后进入人的眼睛。平 面镜改变了光的传播路径，从而让海面下的人观察到了海面 上的情况。 【说】平面镜不仅仅在日常生活、娱乐、医疗、军事等方面 不容小觑，它还能在大科学工程上发挥重要作用呢！塔式太 阳能电站就是其中一例。它是将平面镜组成阵列，被平面镜 反射的太阳光集中到发电站中央的熔盐塔上，进而被有效利 用转化为电能的。 【想一想】世居云南西双版纳的傣族是一个爱水的民族。傣 族水井建筑颇具匠心，各村寨都有各种形状的水井塔。有些 井罩内挂有平面镜。请大家结合平面镜应用的知识想一想， 井罩内的平面镜是做什么用的呢？ 【回答】我想这是为了增加井罩内光线，观察井水用的吧。 【球面镜】生活中除了平面镜之外，还有凹面镜和凸面镜。 顾名思义，这两种镜面并不平整，而是球面的一部分，故也 被称作“球面镜 ”。 【做一做】请你举起事先准备好的不锈钢勺子，观察自己在 勺子里的像。把勺子反过来用背面再看一看呢？ 勺子的两个面可以分别看作是凹面镜和凸面镜。
【凹面镜】先来看凹面镜的原理及其应用。前面提到过，在 显微镜载物台下方的反射镜，其中一面为平面镜，另一面则 多为凹面镜。 在光线较暗时使用凹面镜一侧加大显微镜通光量，效果比使 用平面镜更好。 当一束平行光照射在凹面镜上时，我们看到反射光在镜前交 于一点。这说明凹面镜对光有会聚作用。 【说】正是利用凹面镜对光有会聚作用，人们制造了太阳灶， 它将太阳能收集起来用于烧火做饭，不仅节能，还清洁无污 染。 【播放视频】在炎炎夏日中，普通家用太阳灶能在短短数秒 内使中心处的温度升至 200 多摄氏度，其聚光能力可见一斑。 【说】国之重器，中国天眼——坐落在贵州的 500 米口径球 面射电望远镜，其用于接收来自遥远宇宙微弱信号的部分， 就是由 4000 余块反射面板组成的。 【提问】手电筒、汽车车灯里面也有凹面镜。它们的作用是 什么呢？ 【回答】光路是可逆的。如果在凹面镜前放置光源，光源发 出的一部分光经过凹面镜反射后近似一束平行光射出。 手电筒和汽车车灯上的凹面镜使光源发出的一部分光变为平 行光，照射到更远的地方。 【凸面镜】我们再来看看凸面镜对光的作用。 依然是一束平行光，当它照在凸面镜上时，反射光不再会聚 为一点，而是向四面八方发散开。这说明凸面镜对光有发散 作用。 我们利用凸面镜的特点制成了汽车后视镜和路面广角镜，他 们可以有效的扩大的视野，减少交通事故带来的意外伤害。
2 分 钟 课堂小结 和布置作 业 【课堂小结】同学们，我们今天学习和了解的内容就是这些。 现在我们来总结一下这节课所学的知识。 平面镜的成像原理是光的反射。我们不仅知道物体在平面镜 中所成的像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像 与物的连线与镜面垂直，通过今天的学习我们还知道，物体 在平面镜中所成的像为虚像。平面镜中的虚像是由反射光线 的反向延长线会聚而成的。所以，虚像不是真实的发光点， 不能用光屏接收，但可以被我们看到。所以，我们可以将平 面镜成像的特点简单概括为：等大，等距，垂直，虚像。平 面镜在生活中应用广泛，我们可以利用平面镜呈现出清晰的 像，也可以利用它来改变光路。常见的面镜不仅有平面镜， 还有凹面镜和凸面。它们都可以让光在其表面发生反射。凹 面镜对光有会聚的作用，凸面镜对光有发散的作用。 【布置作业】 1.基础性作业：完成“学生资源 ”中的课后练习。 2. 拓展性作业：请感兴趣的同学参照资源包中的视频内容， 自己制作一台简易潜望镜。课题 平面镜成像 1
教学目标
教学目标： 知识目标：知道平面镜成像的特点；能运用平面镜成像的特点解释相关的现象。 能力目标：通过做实验，经历确定成像位置以及比较像与物大小和距离的过程；通过 观察实验现象和收集实验数据，尝试用物理语言归纳实验结论。。 情感目标：在解决问题的过程中乐于交流，敢于表达，感受物理思维的巧妙并获得成 就感；在实验和分析的过程中，初步形成实事求是的科学态度。 教学重点： 探究“平面镜成像的特点 ”实验 教学难点： 探究“平面镜成像的特点 ”实验
教学过程
时 间 教学环节 主要师生活动
2 分 钟 引入 【导入】老师先来给大家表演一个小魔术：浇不灭的蜡烛。 【播放视频】将点燃的蜡烛放在透明烧杯中，缓缓向烧杯中 注水，直至淹没火苗。 【问】蜡烛为什么没有被浇灭呢？ 【答】所谓浇不灭的蜡烛，其实只是镜前蜡烛关于平面镜成 的像。
5 分 钟 探究准备 【引导】梳妆镜、穿衣镜、浴室镜，这些家中常见的镜子通 常都是在平面玻璃后加金属涂层制造而成的，成像非常清晰。 除了镜子外，平静的水面，平整的玻璃表面，光洁的地板表 面等都可以成像。请同学们观察图片，并结合自己的生活经 验，猜想：平面镜成像有哪些特点。 【猜想】 （男）显而易见，像肯定和镜前的物体一样大呀 （女）不见得吧，我练舞时从大镜子里看自己，感觉都比本 人小一些呢 （男）可能是因为你离镜子比较远。 （女）物体与镜子之间的距离会影响像的大小吗？会影响像 的位置吗？ 【启发】同学们表达了自己的观点，也提出了困惑。像与物 真的等大吗？当物体靠近或者远离平面镜时，像的位置会随 之改变吗？ 【问】下面咱们就一起来探究：平面镜成像的特点。先来思 考几个问题：实验时，我们应该选择什么样的镜面？怎样确 定像与物体的关系？镜面又应该如何放置呢？ 【答】如果选择带金属涂层的平面镜，可以看到它成像非常 清晰，但是当我们将手伸到镜后想对像进行测量和比较时， 发觉视线完全被不透光的镜面挡住了。所以不透光镜面的成 像只可观，不可测。 为了同时看到平面镜成像和镜后的情况，我们选择透明玻璃 板代替不透光的平面镜。但其成像不太清晰。本实验为了成 像更加清晰，我们选用的是半透明的薄玻璃板。 【问】如何比较像与物的大小呢？ 【播放视频】如果将镜前的物体移动到镜后，试图与像进行
对比，会发现镜中的像随物体一起消失了。 所以，我们的方法是，再取一个与镜前物体 A 一模一样的物 体 B。保持镜前物体 A 不动，而是将物体 B 移到镜后，与 A 所成的像进行比较。 【说】再来说说如何比较像与物的位置关系。在平面镜成像 中，物到平面镜的距离叫做物距；像到平面镜的距离叫做像 距。 【播放视频】实验过程中，如果想获得像与物的位置关系， 我们需要用笔将物体和像的位置标记在纸上，以方便后续观 察和比较。 【说】细心的同学已经发现了，实验中的玻璃板都是用支架 固定在桌面上的。这样做的目的是为了让镜面与桌面相垂直。 如果实验时镜面前倾，我们看到像“悬在空中 ”无法与镜后 物体进行对比。 相应的，如果实验时镜面后倾，我们看到像“下沉 ”到桌面 里，也无法与镜后物体进行对比。 【手指屏幕说】用两个三角形支架将玻璃板支撑好后，还应 用三角板确认其与桌面相垂直。 【手指屏幕说】至此，我们根据需求准备了如图所示的实验 器材：带支架的玻璃板、大小相同与不同的物体若干、坐标 纸、三角板等。 【播放视频】实验开始前，先在平整的桌面上铺一张坐标纸。 用笔和尺在坐标纸中央位置处画一条直线。将带支架的玻璃 板放置在坐标纸上，让玻璃板前表面与直线对齐，再用三角 板确认此时玻璃板与桌面相垂直。
11 分 钟 实验探 究：平面 镜成像的 特点 【说】实验探究一：像与物体的大小关系。 我们需要比较像与物体的大小，以及当物体大小发生变化时， 像的大小是否也会随之改变。 实验表格设计如上。 【播放视频】取两个完全相同的红色蜡烛形物体，一个放在 镜前，将另一个移到镜后并调整位置，从不同角度观察，发 现镜后物体可以和像完全重合！更换大一些的镜前物体，用 刚才的小物体与此时的像对比后发现，两者不能重合；若换 成与镜前完全同样的物体，调整位置并从不同角度观察，发 现镜后物体与像又可以完全重合！类似的，更换更大的物体 再做一次实验，你看到了什么现象呢？ 【答】我们观察到：当物体大小发生变化时，像的大小也随 着变化。且镜后物体总能与镜前物体的像完全重合。由此得 到第一个实验结论，即像与物大小相等。 【说】请同学们注意：在实验中，我们不仅要从正面，而且 还要从不同侧面去观察像。只有从各个方向都观察到物体 B 与像完全重合，我们才能说平面镜所成像与物体大小相等。 【说】实验探究二：像与物体的位置关系。 这次我们需要改变物体到平面镜的距离。找到像的同时标记 物与像所在位置。 实验表格设计如上。 【播放视频】将物体 A 放置在玻璃板前，取另一个同样大小 的物体 B 放在镜后并移动位置，从不同角度观察，直至镜后 物体 B 与 A 的像完全重合，用笔标记出物体和像的位置；改 变镜前物体 A 到玻璃板的距离，发现像的位置发生变化；移 动镜后物体 B，从不同角度观察直至重新使物体 B 与 A 的像 完全重合，用笔标记物体和像的位置；仿照上述步骤再做几 次。
【答】完成实验后，在坐标纸上观察像与物的位置关系，并 用刻度尺和三角板依次测量出每一组的物距和像距，填入实 验表格中。我们可以看到：当物体到平面镜的距离发生变化 时，像到平面镜的距离也随之变化。 而且我们看到，像距和物距总是相等的。所以，第二条实验 结论为，像距等于物距。 【说】在测量物距像距时有同学就发现，像与物的连线总是 与镜面相垂直。这是本实验的第三条结论。 【实验小结】通过实验我们发现，像与物大小相等；像与物 到镜面的距离相等；像与物连线与镜面垂直。 在数学上，如果某一图形沿轴对折后，两边完全重合，我们 就将这种图形称作轴对称图形，中间的轴叫做对称轴。同学 们仔细观察，咱们在坐标纸上标记的若干次像和物的位置， 是不是也是轴对称图形呢？镜面所在位置就是对称轴。 所以，我们也可以将上述几条实验结论概括为：像与物关于 镜面对称。 【练习】我们知道了平面镜成像的特点，接下来就请同学们 练一练，看看还有什么问题？ 小明同学身高 1.7 米，站在竖直放置的平面镜前 1.5 米处。 他的像高多少米？像到平面镜的距离为多少米？ 【答】由平面镜成像的特点可知，像与物大小相等，且像距 等于物距。所以，小明的像高 1.7 米，与他的身高相同；像 到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，即 1.5 米。 【评价】回答的真好！将平面镜成像的特点灵活应用在实际 问题之中。 【问】若小明向着远离平面镜的方向运动。当他到平面镜的 距离变为 3 米时，他的像到平面镜的距离为多少米？平面镜 中像的高度会发生变化吗？
【答】还是由平面镜成像的特点——像距与物距相等可知， 当物距变为 3 米时，像距也随着变为 3 米；但是像的大小始 终与物体大小相等。所以小明的像高依然是 1.7 米。 【评价】完全正确！思路清晰，解释的过程也特别完整。同 学们，你们也都答对了吗？ 【问】可是有同学却提出了这样的质疑：生活中，我们往往 观察到如图所示的现象——镜中的像看起来为什么比站在镜 前的同学小很多呢？像与物不是等大吗？ 像的大小到底是否会随物距的变化而变化呢？ 【播放视频】让我们一起回顾实验过程。 取两个完全相同的物体。将其中一个放在距平面镜较近处。 另一个放在镜后并移动其位置，从不同角度观察后发现镜后 物体与像能完全重合；将物体移至镜前较远处，移动镜后物 体后发现，物与像仍然能够重合；再次改变镜前物体到平面 镜的距离，发现镜后物体仍然能与像完全重合。 【答】我们再次看到：当物体到平面镜的距离发生变化时， 像的大小保持不变。即：像的大小与物距无关。 【答】镜中的像看起来比较小，这其实是视觉上“近大远小 ” 的效应。比如图中，手指看起来比太阳还大，就是因为手指 距离我们很近，而太阳距离我们很远，所谓“一叶障目 ”正 是如此。 平面镜成像中，由于观察者距离物体较近，而距离像较远。， 所以平面镜所成像只是“看起来比较小 ”而已。
2 分 钟 活动与答 疑 【问】现在，请同学们拿出事先准备好的小平面镜，把你的 笔尖抵在镜面上，仔细观察平面镜中笔尖的像，有什么发现 吗？ 【答】我看到两个像：一个清晰，另一个比较模糊。 【答】我还发现，当用笔尖抵住镜面时，像和物之间还隔着 一段距离呢！ 【问】这是为什么呢？ 【答】前面提到过，普通镜子是在玻璃板后加金属涂层制作 而成的。镜前物体关于涂层位置处的成像如图 1 所示；与此 同时，光滑的玻璃表面也能成像，只不过成像位置较像 1 而 言更靠近镜子，所成的像也不如像 1 清晰。 通常大家在照镜子时看到的基本上是涂层处所成的清晰像 1。 如果制作平面镜的玻璃比较厚，你仔细观察，就会看到像 1 有“重影 ”，其实重影就是像 2。两次所成的像之间的距离为 两倍的玻璃板厚度。 【答】当我们将手指抵在镜面上时，手指与涂层的距离即为 物距，根据平面镜成像特点可知，像的位置与物体间是存在 一定距离的。 【答】本节课实验中使用的半透明玻璃板，前表面有涂层， 成像较清晰；玻璃板后表面也能成像，只是成的像不明显而 已；由于玻璃板有一定厚度，两个像不能完全重合，若不注 意，就可能会影响到我们对成像位置的确定，导致测量出现 偏差。
1 分 钟 课堂小结 和布置作 业 【课堂小结】同学们，今天我们研究的问题就是这些，接下 来我们做一个小结：这节课中，同学们和老师一起用实验的 方法探究了平面镜成像的特点。我们得到：像与物大小相等； 像与物到镜面的距离相等；以及像与物连线与镜面垂直等结 论。我们可以将平面镜成像的特点概括为：平面镜所成的像 与物体关于镜面对称。 需要注意的是，像始终与物体大小相等，它并不会随物距而 变化。 【布置作业】 1.基础性作业：完成“学生资源 ”中的课后练习题 2.拓展性作业：“生活像一面镜子，你对它笑它就对你笑 ”。 请从平面镜成像的角度谈谈你的认识。
