初中物理人教版八年级上册第3节 平面镜成像一等奖教学课件ppt

4.3 平面镜成像 教学设计

教学目标

1.能在具体情境中识别物、像、平面镜；

2.能正确选用实验器材并说出器材的作用；

3.能与同伴合作完成实验探究与记录数据；

4.能全面表述平面镜成像特点；

5.能运用平面镜成像特点解释相关的现象。

6.通过做实验，经历确定虚像位置与比较像与物大小的过程，体验“等效替代法”；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。

教学重点及难点

教学重点：利用实验现象探究平面镜成像的特点。

教学难点：虚像的概念和平面镜成像原理。

教学过程

一、引入课题

播放影片《猴子照镜子》

视频中的猴子极力想去找后面那只猴子，但是怎么找也找不到，这是怎么回事呢？原来镜子后面那支猴子是平面镜所成的像，而不是一只真正的猴子。

二、新课讲授

1．基本概念

师：除了镜子，在物理学中把平静水面、玻璃表面这类平的、光滑的、能成像的反射面都叫平面镜。

实验：探究平面镜成像的特点

实验目的：对比像的位置、大小跟和物的位置、大小的关系，平面镜所成的像能否呈现在光屏上？

猜想与假设：（１）像与物等大；（２）像与物到平面镜的距离相等；（３）像与物的连线与镜面垂直；（4）平面镜所成的像不能呈现在光屏上。

实验器材：薄的茶色玻璃板（支架）、一支笔、两支完全相同的蜡烛、刻度尺、白纸（方格纸）、光屏等

设计实验：

①如何设计实验来探究像与物体的大小是否相等呢？

②如何设计实验来探究物和像的位置关系？

③如何设计实验来探究平面镜所成的像的虚实情况？

实验步骤：

1.在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板（作为平面镜），沿玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。

2.把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。

3.再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，在玻璃板的后面移动，使之与像完全重合，这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。

4.在纸上记下这两个位置，实验时注意观察物、像的大小关系。

5.改变点燃蜡烛到镜面的距离，多做几次试验。

6.用刻度尺分别测出物、像到玻璃板的距离，用直线将实验中每次蜡烛和对应像在纸上的位置连起来，将数据记录在表中。

7.在后面蜡烛的位置放置一个光屏，观察光屏上是否有像。

记录数据

分析论证：

平面镜所成像的大小与物体的大小相等；

像和物体到平面镜的距离相等；

像和物体的连线与镜面垂直。

实验结论：平面镜所成像的大小与物体大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。即物像关于镜面对称。平面镜成的是虚像。

注意：学生在此部分要把这个内容背下来，包括实验器材，并且一定要深刻记忆。

题目中大多问题都是围绕这几个特点来考查的。

思考：实验中是如何得到物体和像大小相等的？应用了什么实验方法？

答：用两支大小相同的蜡烛，一支蜡烛在玻璃板前点燃，另一支未点燃的蜡烛放在玻璃板后面，移动未点燃蜡烛到和像重合，若能够完全重合，则说明未点燃的蜡烛和像大小相等，又因为未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛完全相同，因为可以得到点燃的蜡烛和其像大小相等；本实验应用了等效替代法。

拓展提问：两支大小完全相同的蜡烛，作用是什么？

答：便于确定物体和像的大小关系

思考：实验中，是如何确定像的位置的？

答：透过玻璃板移动未点燃的蜡烛，使其与像完全重合，在白纸上标注蜡烛的位置，则该位置就代表像的位置；

思考：实验中，用透明玻璃板（茶色玻璃）而不用平面镜的好处是什么？应用了什么实验方法？

答：玻璃板既可以成像，也可以透过玻璃板看到后面的物体，便于确定像的位置；实验中应用了等效替代法。

思考：实验中为什么用茶色玻璃，而不用无色透明玻璃？

茶色玻璃的反光能力较好，同时也能透光，因为反射的光线进入人眼就多，因此看见的像就更清晰

思考：为什么要用薄玻璃板，而不用厚玻璃板？

答：厚纸板可能会在玻璃板中形成两个不重合的前面蜡烛的像；

思考：白纸的作用是什么？刻度尺的作用是什么？

答：便于标注平面镜、像和物体的位置。测量蜡烛及像到玻璃板的距离，即像距和物距。实验中可用方格纸代替，直接读出距离。

思考：实验中，要求玻璃板竖直放置，若不竖直，会怎么样？

答：未点燃的蜡烛不能与像完全重合；

拓展提问：若蜡烛的像与蜡烛不能完全重合，原因可能是什么？

思考：如何证明平面镜成的像是虚像还是实像？虚像和实像有什么区别？

答：在玻璃板后面放置一个光屏，观察光屏上是否有点燃蜡烛的像，若没有，则说明平面镜成虚像。

思考：实验中，蜡烛的像与蜡烛是重合的，即物像等大的，但是当人远离玻璃板时，会看到像变小了，当走进平面镜时，会看到像变大，像真的变大了吗？

答：像的大小始终与物体等大，因此像的大小不变，若是觉得像变大了，那么这是视觉的原因。好比天上的飞机，离远了看，飞机变小了，离近来看，又变大了，这是由视觉引起的变化。

思考：实验中为什么要改变点燃蜡烛的位置，进行至少3次以上的实验呢？

答：让实验结论更具有普遍性

平面镜能成像的原理介绍

实验原理：光的反射（镜面反射，很多的光线进入人眼，人眼逆着反射光线的方向看过去，会觉得光是从虚像点发射出来的，通过同一点发出来的光线，经镜面反射以后，反向延长线能够交在同一点，但是发生漫反射时不能交于一点，因此漫反射时不会出现物体的像）

这句话需要认真揣测，即我们看见镜子中的像，因为物体反射的光线在平面镜上发生反射，反射光线进入人眼，由于人们有光沿直线传播的经验，所以觉得这些光是从反射光线的反向延长线的交点发出的。

人们为什么总觉得光沿直线传播？长时间的认知，使人们认为，看到的必定在眼前，可以讲这是后天形成的本能.

注释：实验原理是指自然科学和社会科学中具有普遍意义的基本规律，是在大量观察、实践的基础上，经过概括、归纳而得出的。既能指导实践，又必须经受实践的考验。

剖析：因为像点是反射光线的反向延长线的交点，不是实际光线的交点，故这个像我们成为虚像。

注意：平面镜成像的原理是光的反射，因此如果出现了平面镜成像的画面，也可以说成是光的反射形成的像。

无论平面镜大小不同，只要有反射光线射向平面镜，则平面镜就能成像。

注意：实验在较暗的环境中进行

例题赏析

思考：利用数学中对称的知识，平面镜成像的规律描述为：平面镜成轴对称，那么如何理解物体和像的轴对称关系（镜面对称）？

可以理解为沿着平面镜折叠（翻转180°）后，可以完全重合的。因此叫做平面镜对称

例1.一只小狗看到自己在平面镜中的像，应该是图中的（     ）

答案：D

例2.小刚从平面镜里看到镜子对面电子钟示数的像如图所示，这时的时刻是（   ）

A.21:10  B.10:51   C.10:21   D.12:01.

答案：B

例3.如图是小华同学探究“平面镜成像特点”的几种情境，下列说法正确的是（　  ）

A.若蜡烛A距玻璃板5cm，则蜡烛B距蜡烛A也是5cm才能与蜡烛A的像完全重合

B.若蜡烛A在玻璃板中的像偏低且倾斜，在甲、乙、丙三图中，则乙图是产生该现象的原因

C.若在玻璃板与B蜡烛之间放一块挡光板，则仍能透过玻璃板看到A的像

D.若蜡烛A远离玻璃板，则蜡烛A的像将变小

答案：C

平面镜成像原理

（1）平面镜成像原理：光的反射。

如图9所示，平面镜前的物体发出（或反射）的光遇到平面镜，被平面镜反射，反射光线进入人的眼睛，视觉会逆着反射光线反向延长线的方向看，人眼感觉光好像是从反射光线的反向延长线的交点处射过来的，就是在镜中的像，该像实际上并不存在。

★ 第一个问题，平面镜成像特点、原理、现象及其实验方案，把平面镜成像特点充分理解透彻，把实验过程中细节问题完全理解透，通过不同的题型进行熟练掌握。最好每一个细节知识点后面配备一个题目，强化理解。

平面镜成像的应用：穿衣镜、潜望镜（2各知识点），牙医检查使用的牙医镜、塔式太阳能电站。

虚像在这个部分应该给学生讲解，即能够用光屏呈接的是实像，不能呈现的是虚像。

知识点二：平面镜成像作图

作平面镜成像的两种方法：1.根据光的反射定律；2.根据平面镜成像特点（对称法）

作图要求：

1.平面镜的背面要画上短斜线；

2.实际光线要画成实线，并用箭头表示光的传播方向；实物用实线表示，虚像用虚线表示。

3.法线和反射光线的反向延长线、辅助线都要用虚线表示。

4.为了表示实物和虚像的对称关系，实物和虚像都要标注相应的字母（例S、S`，以相同字母加“`”的方式区分）

例题分析：AB、CD是同一光源发出的两条入射光线的反射光线。确定光源的位置，并完成光路图

根据光的反射原理作图根据平面镜成像特点（对称法）作图

平面镜成像作图的方法通常有两种，一种是根据平面镜成像特点：物体和像之间是关于平面镜对称的进行作图。我们称这种方法叫做对称法；另一种方法是根据平面镜成像原理：光的反射定律——即根据光的传播路线作图，我们称这种方法叫做光路图法。

物体和像总是关于平面镜对称（平面镜在物体和像的垂直平分线上）；

已知物体和平面镜，作出像，已知物体和像，作出平面镜，已知像和平面镜，画出物体。

反射光线的反向延长线经过像点（反射光线和像点在同一直线上）

反射光线和像点连线所在直线与平面镜的交点为入射点。（确立入射点）

【例1】桌面下方有一小球S，人眼能在平面镜中看到小球的像S’，试确定小球S的位置并完成人眼看到小球的像的光路图。

    答案：

【例2】如图所示，a、b是平面镜MN前一点光源S射向镜面的两条入射光线，请在图中标出点光源和像点S'的位置，并完成光路图（保留作图痕迹）。

   答案：

【例3】如图，水平天花板上贴着一块平面镜，倒在地面上的小朋友正好看到了发光点S在镜子中的像。请画出像的位置，并作出光线进入其中一只眼睛的光路图

   答案：

【例4】如图，在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜，王老师用一激光笔从S点照向镜面，在地面上P点看到一光斑，请用平面镜成像特点完成光路图。

  答案：

【例5】如图所示，从发光点S发出的一条光线，经平面镜反射后，其反射光线恰好通过P点。请在图中作出发光点S在平面镜MN中所成的像S，并作出经过P点的反射光线。（保留作图痕迹）

   答案：

【例6】某实验小组在探究平面镜成像特点时，发现在水平桌面上无论怎样移动B蜡烛都不能将B蜡烛与A蜡烛的像重合，老师帮助他们分析后找到其原因，并要求他们在下图中画出平面镜的位置。请你帮助他们完成该任务。（保留作图痕迹）

答案：

知识点三：平面镜的应用

2.改变光路：潜望镜

【例7】如图乙所示，是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F”，则所观察到的像是（    ）

A. B.C.D.

答案：B

3.凸面镜和凹面镜

（1）利用球的外表面作反射面的球面镜称为凸面镜，凸面镜对光有发散作用，如机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。凸面镜能成正立、缩小的虚像。

（2）利用球的内表面作反射面的球面镜称为凹面镜，凹面镜能使平行光会聚到一点，这个点称为焦点，凹面镜对光有会聚作用，太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。凹面镜能成放大、正立的虚像，也能成放大/等大/缩小、倒立的实像。

被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律，且光路可逆。