資源簡介

3．3　平面鏡成像特點(diǎn)
1．物理觀念：
(1)了解平面鏡成像的特點(diǎn)。
(2)了解平面鏡成虛像，了解虛像是怎樣形成的。
(3)理解日常生活中各種面鏡成像的現(xiàn)象。
2．科學(xué)思維：
通過應(yīng)用光的反射定律作圖，體會(huì)虛像的形成原因。
3．科學(xué)探究：
通過經(jīng)歷“平面鏡成像特點(diǎn)”的探究過程，學(xué)會(huì)運(yùn)用“等效替代法”，進(jìn)一步學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究的基本思路和方法。
4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
(1)在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”中體會(huì)克服困難、解決問題的過程，“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。
(2)通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
(3)通過對平面鏡應(yīng)用的了解，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，感受科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響。
教學(xué)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用。
玻璃板、相同的蠟燭若干、火柴、夾子若干、A4白紙一張、圖釘、透明膠條、刻度尺、量角器、光屏、不銹鋼勺子、凹面鏡、凸面鏡、激光演示器。
一、情景引入
大家每天都會(huì)用鏡子，在一些酒店的一面墻上也裝了平面鏡，那么平面鏡成像的特點(diǎn)是什么呢？
二、新課教學(xué)
探究點(diǎn)一：平面鏡成像的特點(diǎn)
1．向?qū)W生說明探究活動(dòng)的目的并示范做法。
目的：(1)研究物體在平面鏡中所成的像和物體有什么關(guān)系。
(2)研究像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離有什么關(guān)系。
做法：邊示范邊講解。
①如圖所示，將一張A4的白紙用圖釘或透明膠條固定在水平桌面上，用兩個(gè)夾子夾住一玻璃板，豎立在白紙上。
②把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前面，觀察到玻璃板后面出現(xiàn)了蠟燭的像。
③拿另一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng)，使它與前面蠟燭的像重合，這時(shí)后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置。改變玻璃板前蠟燭的位置，再做兩次實(shí)驗(yàn)，每次都記下兩支蠟燭的位置。
④在白紙上畫出玻璃板的位置，移開玻璃板，用刻度尺畫直線，把每次實(shí)驗(yàn)中兩支蠟燭的位置連接起來，看它們的連線是否與鏡面垂直，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄下來并比較它們的大小。
⑤把測量結(jié)果填寫在表中。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 蠟燭到平面鏡的距離/cm 蠟燭的像到平面鏡的距離/cm
第一次
第二次
第三次
⑥移走玻璃板后面的蠟燭，將一張白紙(光屏)放在像的位置上，在紙上能呈現(xiàn)出蠟燭的像嗎？請?jiān)囈辉嚒?br/>2．學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
把教材中的演示實(shí)驗(yàn)再改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自己進(jìn)行分析總結(jié)。
3．在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出成像特點(diǎn)
師生共同分析得到平面鏡的成像特點(diǎn)：
(1)像和物到鏡面的距離相等。
(2)像和物的大小相等。
(3)像和物關(guān)于鏡面對稱。
(4)像不能呈現(xiàn)在光屏上。
補(bǔ)充：物理學(xué)中，把能呈現(xiàn)在光屏上的像叫作實(shí)像；把不能呈現(xiàn)在光屏上、只能用眼睛觀察到的像叫作虛像。平面鏡成的是虛像。
探究點(diǎn)二：平面鏡成像原理
設(shè)疑：我們能看見物體，是因?yàn)橛泄馍淙胙劬Γ覀円材芸吹轿矬w在平面鏡里成的像，成像的光是從哪里來的呢？分析平面鏡成像的原理，邊在黑板上畫圖邊講授，進(jìn)行釋疑，這樣既鞏固了光的反射定律，又培養(yǎng)了學(xué)生研究新問題的能力。具體做法可按下面步驟進(jìn)行：
1．在黑板上畫出平面鏡，先給出一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S。然后提問學(xué)生：
師：(1)S能發(fā)出多少條光線，方向如何？
(2)射到平面鏡上的光線有多少條？
生：(1)S能向四面八方發(fā)出無數(shù)條光線。
(2)射到平面鏡的光線有無數(shù)條。
2．讓學(xué)生選出一條入射光線，并畫出它的反射光線，再選出另一條入射光線，并畫出它的反射光線。
3．教師提出啟發(fā)問題：這兩條反射光線沿傳播方向能否相交？如果人的眼睛正處于這兩條光線傳播的路徑上，會(huì)覺得這兩條光線是從哪里發(fā)出的？并在圖上畫出一只眼睛。
師生共同分析得：
(1)這兩條反射光線不能相交。
(2)當(dāng)眼睛正處于反射光線的路徑上時(shí)，會(huì)覺得反射光線好像是從它們的反向延長線在鏡后的交點(diǎn)S′發(fā)出的。邊講邊把這兩條反射光線用虛線向鏡后延長，得交點(diǎn)S′。
4．平面鏡成像的實(shí)例。
思考題：岸邊的樹木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的，為什么？
教師要引導(dǎo)學(xué)生明確以下幾點(diǎn)：
(1)平靜的水面可看作一個(gè)平面鏡，它可以成虛像。
(2)對物體上的每一點(diǎn)來說，它在水中所成的像點(diǎn)都與物點(diǎn)“等距”。
(3)由于樹木和房屋上的各點(diǎn)與水面距離不同，越接近水面的點(diǎn)，所成的像也距水面越近，所以各點(diǎn)組成的像從水面上看就是倒立的。
探究點(diǎn)三：平面鏡的應(yīng)用
1．平面鏡成像不僅用于日常生活，也在其他方面應(yīng)用甚廣。
師：同學(xué)們想一下，哪些地方用到了平面鏡？
生甲：練功房里，演員用它來觀察自己的姿勢和動(dòng)作。
生乙：牙科醫(yī)生用小平面鏡來觀察患者的病牙。
生丙：潛水艇下潛后，艇內(nèi)的人員通過潛望鏡來觀察水面的情況。
2．改變光的傳播方向
教師畫一個(gè)潛望鏡示意圖，如圖所示。
如圖，那樣在鏡筒的上下拐角處各安裝一塊平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平方向成45°，這樣就做成最簡單的潛望鏡。
探究點(diǎn)四：各種面鏡
面鏡的分類：
a．用球面的內(nèi)表面作反射面的鏡子叫凹面鏡。
b．用球面的外表面作反射面的鏡子叫凸面鏡。
演示活動(dòng)：拿一把不銹鋼勺子，將勺子的凸面和凹面分別對著自己，分別會(huì)看到什么現(xiàn)象？其中哪一個(gè)與汽車后視鏡所看到的像相似？
生：兩個(gè)面都可以成像，但是像的大小略有差異。凸面與汽車后視鏡所成的像相似。
引導(dǎo)學(xué)生思考凹面鏡和凸面鏡的性質(zhì)及應(yīng)用。
(1)凹面鏡的性質(zhì)及應(yīng)用
a．凹面鏡的性質(zhì)
演示實(shí)驗(yàn)：用氦氖激光器平行射向凹面鏡。
現(xiàn)象：反射光會(huì)聚在一點(diǎn)上。
師生共同分析得出結(jié)論：凹面鏡能把射向它的平行光線會(huì)聚在焦點(diǎn)上。
b．凹面鏡的應(yīng)用
根據(jù)凹面鏡會(huì)聚光的性質(zhì)，可以制作太陽灶、太陽爐，天文學(xué)家們用凹面鏡作大型反射式望遠(yuǎn)鏡，還有耳鼻喉科醫(yī)生用凹面鏡會(huì)聚光觀察耳道情況等。
師：第十九屆杭州亞運(yùn)會(huì)的火種，是在19名采火使的合作下，在浙江良渚(zhǔ)古城遺址，利用太陽射入凹面鏡的平行光反射后會(huì)聚在焦點(diǎn)的性質(zhì)，把火炬點(diǎn)燃而取得的。
根據(jù)從焦點(diǎn)射向凹面鏡的光線，反射后成平行光的性質(zhì)，手電筒、汽車頭燈、軍事上的探照燈等用凹面鏡作反射面，其作用就是使放在焦點(diǎn)附近的燈泡發(fā)出的光向同一方向近似平行地射出，使光束集中，亮度大，照射的距離遠(yuǎn)。
(2)凸面鏡的性質(zhì)及作用
a．凸面鏡的性質(zhì)
演示實(shí)驗(yàn)：用氦氖激光器演示平行光入射凸面鏡。
現(xiàn)象：平行光線經(jīng)凸面鏡后變得發(fā)散。
師生共同分析得出結(jié)論：平行光線經(jīng)凸面鏡后發(fā)散。
b．凸面鏡的應(yīng)用：汽車的后視鏡、馬路拐彎處的鏡子以及香港匯豐銀行大樓上的月光鏡都是凸面鏡，其目的是擴(kuò)大視野。
板書設(shè)計(jì)
3．3　平面鏡成像特點(diǎn)
一、平面鏡成像
1．特點(diǎn)：平面鏡所成的像為正立的虛像，其大小與物體的大小相等，像和物體到鏡面的距離相等，像和物的大小相等，即像與物關(guān)于鏡面對稱。像不能呈現(xiàn)在光屏上。
2．實(shí)像與虛像
實(shí)像：能夠呈現(xiàn)在光屏上的像叫作實(shí)像。
虛像：不能呈現(xiàn)在光屏上、只能用眼睛觀察到的像叫作虛像。
3．平面鏡所成的像是虛像。
二、平面鏡的應(yīng)用
1．成像，如牙醫(yī)用的口鏡。
2．改變光路，如潛望鏡。
三、凸面鏡和凹面鏡
1．凸面鏡的性質(zhì)及應(yīng)用：
性質(zhì)：凸面鏡能使平行光線發(fā)散。
應(yīng)用：凸面鏡可以擴(kuò)大視野，如汽車上的后視鏡。
2．凹面鏡的性質(zhì)及應(yīng)用：
性質(zhì)：①凹面鏡能使平行光會(huì)聚在焦點(diǎn)。②使焦點(diǎn)發(fā)出的光線平行射出。
應(yīng)用：①太陽灶。②探照燈、手電筒、汽車前燈等。
學(xué)生對平面鏡提出了許多教師意料之外的問題，例如：為什么小鏡子能照出很大的像？摩托車上的鏡是不是平面鏡？課堂上，對于學(xué)生提出的怪異問題，教師的智慧和靈活處理就顯得尤為重要了。本以為學(xué)生只能描述如何探究自己的猜想，沒想到有一名學(xué)生并不滿足于口頭表述，說：“老師我想邊做邊表述，行嗎？”我趕緊讓他上臺(tái)表述，全班同學(xué)給予了熱烈的掌聲。描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，也有同學(xué)大膽質(zhì)疑：我找到像的位置了，可是為什么像總會(huì)更高或更低些？我動(dòng)一動(dòng)玻璃板后，為什么有時(shí)又能用沒點(diǎn)燃的蠟燭接到像呢？這位同學(xué)對實(shí)驗(yàn)的評估，我在自制教具時(shí)并沒有把玻璃板豎直立在水平桌面上，這一來倒在課堂上讓學(xué)生給解決了，這讓我深信：學(xué)生的細(xì)致可以超出教師！

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