物理沪粤版（2024）第三章 光和眼睛3.3 平面镜成像特点教学设计

这是一份物理沪粤版（2024）第三章 光和眼睛3.3 平面镜成像特点教学设计，共4页。教案主要包含了情景引入，新课教学，凸面镜和凹面镜等内容，欢迎下载使用。

1．物理观念：
(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)理解日常生活中各种面镜成像的现象。
2．科学思维：
通过应用光的反射定律作图，体会虚像的形成原因。
3．科学探究：
通过经历“平面镜成像特点”的探究过程，学会运用“等效替代法”，进一步学习实验探究的基本思路和方法。
4．科学态度与责任：
(1)在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题的过程，“发现”成功的喜悦。
(2)通过实验，培养实事求是的科学态度。
(3)通过对平面镜应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。
教学重点：通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。
教学难点：平面镜成像的特点及应用。
玻璃板、相同的蜡烛若干、火柴、夹子若干、A4白纸一张、图钉、透明胶条、刻度尺、量角器、光屏、不锈钢勺子、凹面镜、凸面镜、激光演示器。
一、情景引入
大家每天都会用镜子，在一些酒店的一面墙上也装了平面镜，那么平面镜成像的特点是什么呢？
二、新课教学
探究点一：平面镜成像的特点
1．向学生说明探究活动的目的并示范做法。
目的：(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系。
(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系。
做法：边示范边讲解。
①如图所示，将一张A4的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一玻璃板，竖立在白纸上。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③拿另一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合，这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。改变玻璃板前蜡烛的位置，再做两次实验，每次都记下两支蜡烛的位置。
④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画直线，把每次实验中两支蜡烛的位置连接起来，看它们的连线是否与镜面垂直，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小。
⑤把测量结果填写在表中。
⑥移走玻璃板后面的蜡烛，将一张白纸(光屏)放在像的位置上，在纸上能呈现出蜡烛的像吗？请试一试。
2．学生分组实验
把教材中的演示实验再改为学生实验，学生通过动手实验，自己进行分析总结。
3．在实验基础上得出成像特点
师生共同分析得到平面镜的成像特点：
(1)像和物到镜面的距离相等。
(2)像和物的大小相等。
(3)像和物关于镜面对称。
(4)像不能呈现在光屏上。
补充：物理学中，把能呈现在光屏上的像叫作实像；把不能呈现在光屏上、只能用眼睛观察到的像叫作虚像。平面镜成的是虚像。
探究点二：平面镜成像原理
设疑：我们能看见物体，是因为有光射入眼睛，我们也能看到物体在平面镜里成的像，成像的光是从哪里来的呢？分析平面镜成像的原理，边在黑板上画图边讲授，进行释疑，这样既巩固了光的反射定律，又培养了学生研究新问题的能力。具体做法可按下面步骤进行：
1．在黑板上画出平面镜，先给出一个发光点S。然后提问学生：
师：(1)S能发出多少条光线，方向如何？
(2)射到平面镜上的光线有多少条？
生：(1)S能向四面八方发出无数条光线。
(2)射到平面镜的光线有无数条。
2．让学生选出一条入射光线，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。
3．教师提出启发问题：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。
师生共同分析得：
(1)这两条反射光线不能相交。
(2)当眼睛正处于反射光线的路径上时，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S′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S′。
4．平面镜成像的实例。
思考题：岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的，为什么？
教师要引导学生明确以下几点：
(1)平静的水面可看作一个平面镜，它可以成虚像。
(2)对物体上的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”。
(3)由于树木和房屋上的各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像也距水面越近，所以各点组成的像从水面上看就是倒立的。
探究点三：平面镜的应用
1．平面镜成像不仅用于日常生活，也在其他方面应用甚广。
师：同学们想一下，哪些地方用到了平面镜？
生甲：练功房里，演员用它来观察自己的姿势和动作。
生乙：牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙。
生丙：潜水艇下潜后，艇内的人员通过潜望镜来观察水面的情况。
2．改变光的传播方向
教师画一个潜望镜示意图，如图所示。
如图，那样在镜筒的上下拐角处各安装一块平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平方向成45°，这样就做成最简单的潜望镜。
探究点四：各种面镜
面镜的分类：
a．用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜。
b．用球面的外表面作反射面的镜子叫凸面镜。
演示活动：拿一把不锈钢勺子，将勺子的凸面和凹面分别对着自己，分别会看到什么现象？其中哪一个与汽车后视镜所看到的像相似？
生：两个面都可以成像，但是像的大小略有差异。凸面与汽车后视镜所成的像相似。
引导学生思考凹面镜和凸面镜的性质及应用。
(1)凹面镜的性质及应用
a．凹面镜的性质
演示实验：用氦氖激光器平行射向凹面镜。
现象：反射光会聚在一点上。
师生共同分析得出结论：凹面镜能把射向它的平行光线会聚在焦点上。
b．凹面镜的应用
根据凹面镜会聚光的性质，可以制作太阳灶、太阳炉，天文学家们用凹面镜作大型反射式望远镜，还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等。
师：第十九届杭州亚运会的火种，是在19名采火使的合作下，在浙江良渚(zhǔ)古城遗址，利用太阳射入凹面镜的平行光反射后会聚在焦点的性质，把火炬点燃而取得的。
根据从焦点射向凹面镜的光线，反射后成平行光的性质，手电筒、汽车头灯、军事上的探照灯等用凹面镜作反射面，其作用就是使放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射出，使光束集中，亮度大，照射的距离远。
(2)凸面镜的性质及作用
a．凸面镜的性质
演示实验：用氦氖激光器演示平行光入射凸面镜。
现象：平行光线经凸面镜后变得发散。
师生共同分析得出结论：平行光线经凸面镜后发散。
b．凸面镜的应用：汽车的后视镜、马路拐弯处的镜子以及香港汇丰银行大楼上的月光镜都是凸面镜，其目的是扩大视野。
板书设计
3．3 平面镜成像特点
一、平面镜成像
1．特点：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到镜面的距离相等，像和物的大小相等，即像与物关于镜面对称。像不能呈现在光屏上。
2．实像与虚像
实像：能够呈现在光屏上的像叫作实像。
虚像：不能呈现在光屏上、只能用眼睛观察到的像叫作虚像。
3．平面镜所成的像是虚像。
二、平面镜的应用
1．成像，如牙医用的口镜。
2．改变光路，如潜望镜。
三、凸面镜和凹面镜
1．凸面镜的性质及应用：
性质：凸面镜能使平行光线发散。
应用：凸面镜可以扩大视野，如汽车上的后视镜。
2．凹面镜的性质及应用：
性质：①凹面镜能使平行光会聚在焦点。②使焦点发出的光线平行射出。
应用：①太阳灶。②探照灯、手电筒、汽车前灯等。
学生对平面镜提出了许多教师意料之外的问题，例如：为什么小镜子能照出很大的像？摩托车上的镜是不是平面镜？课堂上，对于学生提出的怪异问题，教师的智慧和灵活处理就显得尤为重要了。本以为学生只能描述如何探究自己的猜想，没想到有一名学生并不满足于口头表述，说：“老师我想边做边表述，行吗？”我赶紧让他上台表述，全班同学给予了热烈的掌声。描述实验结论时，也有同学大胆质疑：我找到像的位置了，可是为什么像总会更高或更低些？我动一动玻璃板后，为什么有时又能用没点燃的蜡烛接到像呢？这位同学对实验的评估，我在自制教具时并没有把玻璃板竖直立在水平桌面上，这一来倒在课堂上让学生给解决了，这让我深信：学生的细致可以超出教师！
实验次数
蜡烛到平面镜的距离/cm
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
第一次
第二次
第三次