第四章 光現象第3節 平面鏡成像設計說明“平面鏡成像”這一節是讓學生經歷一個完整的實驗探究過程，總結掌握平面鏡成像的特點，并會應用“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。由于學生在日常生活中對平面鏡成像很熟悉，但對成像的規律特點卻不清楚，并且還存在一定的錯誤認識，例如，他們會認為“物體離平面鏡越近，所成的像就越大”，把“像”與“影”混淆等，這些先入為主的錯誤觀念，對本節課的學習會產生不利的影響。建議創設生動的關于平面鏡成像的問題情景導入，以激發學生的學習興趣進而引導他們思考并提出感興趣的問題，為“探究平面鏡成像的特點”作必要的過渡。“平面鏡成像的實驗探究”是理解平面鏡成像特點的關鍵，教學中教師要引導學生自主設計方案，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；實驗中應注意的問題等。實驗完畢引導學生自己分析像與物的關系，得到平面鏡成像的特點。對于平面鏡成像的應用，可以聯系生活中的現象，如：水中的倒影、對著鏡子做不同的動作觀察鏡子中的像如何變化等問題，體會平面鏡成像的特點和它在實際生活中的應用。成虛像問題，在實驗探究時，可以在像的位置放置光屏，觀察光屏上沒有像，得出是虛像的結論。再利用光的反射定律作光路圖，結果像并不是實際光線的交點而是反射光線的反向延長線的交點，因此也是虛像。要注意物理科學方法的顯性教育。例如：在組織學生討論用玻璃板代替平面鏡，用未點燃的蠟燭代替點燃蠟燭的像的原因后，要明確告訴學生這種研究方法叫“等效替代法”。教學目標1.通過觀察現象能描述平面鏡成像的特點。2.通過探究實驗，學習對實驗過程中信息的記錄和處理、了解平面鏡成像特點。3.通過觀察、實驗和光的反射作圖，理解虛像的成因。4.通過觀察和感知，并聯系生活實際，了解平面鏡、球面鏡應用，領略物理現象的美妙與和諧，獲得“發展”的喜悅，感受科學技術對人類生活的影響。教學重點難點1.重點：探究平面鏡成像的實驗方案的設計和探究過程；平面鏡成像的原理。2.難點：平面鏡成像作圖；虛像的概念。教具學生用：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。教學過程回顧思考1.光在________介質中是沿直線傳播的。能說明光沿直線傳播的現象有________、______、________等。2.我們能看到發光的物體是因_____ 。3.光的反射定律的內容：__ __。導入新課1.小實驗導入：照鏡子讓學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.小魔術導入：“水火相容”如圖所示，在鍍膜玻璃板前點燃一支蠟燭，玻璃板后放置一個略高于玻璃板的量筒。此時會觀察到量筒中有一個燃燒的“蠟燭”。請學生上臺來向量筒中加水，將玻璃板后的蠟燭澆滅。然而當量筒內裝滿水后，蠟燭仍能“燃燒”。在學生產生疑惑和猜想后，教師再展示其中的“秘密”：后面的蠟燭其實是不存在的，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生立即回答，目的是引起學生的興趣，引入課題。讓學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。進行新課探究點一探究平面鏡成像的特點（1）提出問題和猜想提出問題：回憶照鏡子的情景，對比你相對鏡子的位置，鏡中的你在什么位置？鏡中的你與你本人大小相同嗎？你在遠離鏡子的時候，鏡中的你大小會變嗎？與前面學的小孔成像一樣嗎？學生猜想討論：引導學生討論、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（或比較小）。像與物體到平面鏡的距離相等。像與物體左右相反（或對稱）。與小孔成的像不同，小孔成的是實像，平面鏡成虛像。教師：同學們說得不錯，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系？如何確定像的位置？現在同學們自學課本實驗：探究平面鏡成像特點并制訂出實驗方案。（2）設計實驗與制訂計劃討論實驗方案：為了順利完成探究實驗，針對學生暴露出的問題，教師適當地加以點撥、指導。虛像物代物體或者平面鏡拿走之后，我們就看不到像了，那我們該怎樣比較像與物體的關系？$設疑$老師給學生思考空間，學生：思考、分析、討論、歸納$找一個跟鏡前物體完全相同的物體（替代物體）與像比較。（若學生不能說出，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行比較，像就沒有了，那我們應怎樣比較物體和像的大小？（用問題引導學生想到找一個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生實驗：請同學們把物體分別放在平面鏡前與玻璃板前，對比觀察，在確定像的位置時有何不同？（從平面鏡的正面看見了像，當把“替代物體”放到平面鏡后面時，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。從而引導學生明確設計實驗時要采用玻璃板來進行探究的道理）確定物像的位置教師：你有什么方法比較準確方便地測出物體到鏡面的距離和像到鏡面的距離？（學生充分討論后說出，不能說出時由老師提示白紙的用途，數據要求準確。引導學生總結出在確定像與物體的位置關系時，為方便測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，測量時測量記號之間的距離就可以了）確定像的虛實在玻璃板后面像的位置放置光屏，觀察光屏上是否有像？（3）進行實驗并收集數據探究像與物體的大小關系給學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系找準物體和像的位置之后，用線條連接兩記號的位置，用刻度尺測量兩者到平面鏡的距離，得出像與物體到鏡面的距離關系；同時觀察連線與鏡面的關系。改變前方物體的位置，重做以上實驗，最后得出像距與物距的關系。（4）分析與論證展示學生的探究結果（多展示幾組）歸納出成像結論：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）交流與評估你還有哪些發現？探究的過程中你有什么疑惑？（小組之間可以相互交流）關于平面鏡成像的特點還有哪些猜想？準備怎樣去驗證它？學生課后自己探究。小實驗：學生“模擬實驗”小游戲，體會平面鏡成像特點。游戲規則：參加游戲的二人，一人當物，一人當鏡中的像，取某一位置為鏡子，二人各自站好位置，然后“物”開始做一些簡單的動作，“像”根據“物”的動作做出相應的反應。其他同學觀察“像”的動作是否符合平面鏡成像的規律。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1（2019湖南岳陽中考）如圖是“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置圖。（1）實驗中，應選擇________（選填“厚”或“薄”）玻璃板進行實驗。（2）實驗中選取完全相同的兩支蠟燭A、B，是為了探究像與物的________關系。（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”）呈現蠟燭的像。解析：（1）因為厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個像，影響到實驗效果，所以應選用薄玻璃板；（2）實驗中選取完全相同的兩支蠟燭A、B，在玻璃板前面放一支點燃的蠟燭A，再拿一支沒點燃的相同的蠟燭B，在玻璃板后面移動，直至與蠟燭A的像重合，是為了探究像與物的大小關系；（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，光屏上不能接收到蠟燭的像。答案：（1）薄（2）大小（3）不能點撥：用玻璃板代替平面鏡，成像不如平面鏡成像清晰，如果實驗室內光線較強，像的亮度和環境的亮度差不多，像就顯得更加不清晰；相反，當實驗室內光線較弱時，像的亮度和環境的亮度相差較大，像看起來會更加清晰一些。選用的玻璃板為薄玻璃板，因厚玻璃板的兩個面都可以當作反射面，會出現兩個像，影響實驗效果，所以選薄玻璃板。探究點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S射出的光線，經平面鏡反射，進入人的眼睛，傳播路徑是怎樣的呢？1.學生自主練習請同學們作出發光點射向平面鏡的兩條光線的反射光線，并反向延長，你有什么發現（如圖）？（在練習紙上完成后，展示并指出優缺點）2.展示學生所畫的光路圖，并指出優缺點。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，會覺得這兩條光線是從哪里發出的呢？點撥：在圖上畫一只眼睛，講解人眼是根據光線直進的經驗來判斷物體位置的，這時人眼逆著反射光線的方向向鏡內看去，覺得光線好像是從鏡后的S點射出的。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，講解平面鏡的成像原理。結論：物體在平面鏡中所成的像是由反射光線的反向延長線相交而成的，是虛像，不能用光屏接收到；由數學知識可知圖中像和物體關于鏡面成軸對稱關系；因為成對稱關系，所以像和物體到鏡面的距離相等，像和物體大小相等。成像的原因是發生了光的反射。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2（2019哈爾濱中考）如圖所示，請你畫出燭焰上A點經平面鏡MN所成的像A。（保留作圖痕跡）或者解析：方法一：根據對稱作圖，過點A向平面鏡作垂線，并延長到點，使點到平面鏡的距離等于點A到平面鏡的距離。方法二：利用光的反射作圖，過點A作出任意兩條入射光線，并根據光的反射定律作出對應的兩條反射光線，將兩條反射光線反向延長并交于一點，這個點就是像點。答案：如圖所示探究點三平面鏡、球面鏡的應用1.合作探究（1）查視力時，視力表放在被測者頭部的后上方，被測者面對平面鏡里的圖像。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。引導學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的位置，這樣做的好處等方面來回答。教師：列舉學生思考后所舉的實例，并用屏幕展示舞蹈教室里的平面鏡、理發店里的平面鏡、服裝店里的穿衣鏡等利用平面鏡來成像的實例。（2）思考教材第80頁“動手動腦學物理”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：列舉學生思考后所舉的實例，并用大屏幕展示。當檢查口腔和耳道時，醫生頭上所戴的小平面鏡等。（3）閱讀教材第79頁“科學世界”的知識，思考：凸面鏡和凹面鏡各有什么作用？舉出生活中的實例說明。2.引導歸納：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；凹面鏡能將光線會聚；凸面鏡能將光線發散，起到擴大視野的作用。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）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，凹面鏡對光線起到________作用。（2）現在有一點光源，若要利用凹面鏡獲得平行光，應把點光源放在________，依據的原理是________。（3）請你根據凹面鏡對光的作用另舉一個應用凹面鏡的實例：________。解析：（1）根據光路圖可知：凹面鏡對光線有會聚作用。（2）若要利用凹面鏡獲得平行光，應把點光源放在F點，依據的原理是在光的反射中，光路是可逆的。（3）應用凹面鏡的實例：太陽灶、手電筒的反光鏡等。答案：（1）會聚（2）F點光路可逆（3）手電筒的反光鏡課堂小結當堂達標（見導學案“當堂達標”）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）大小（3）虛像（4）458.如圖所示布置作業教材第80頁“動手動腦學物理”第1至5題。板書設計一、平面鏡成像1.特點平面鏡所成的像與物體關于鏡面對稱2.原理：光的反射定律二、平面鏡的應用1.成像2.改變光路三、凸面鏡和凹面鏡1.定義2.應用教學反思__ 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