資源簡介

第四章 光現象
《第3節 平面鏡成像》教學設計
素養目標
1．知道平面鏡成像的特點。
2．通過實驗，探究了解平面鏡成像的特點。
3．能根據平面鏡成像的特點和光的反射定律作圖。
4．能根據平面鏡成像的特點解決生產生活中的實際問題。
重點難點
1．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．平面鏡成像作圖；虛像的概念。
教學過程
新課導入
（情景導入）在你照鏡子的時候，可以在鏡子里看到另一個“你”，鏡子里的“人”就是你的像。在平靜的水面，房屋樹木和它們的倒影相映成趣，形成了一幅美麗的對稱圖。這個倒影實際上就是岸上房屋樹木的像。
像與房子成什么樣的關系呢？
課堂探究
探究點一、認識平面鏡
結合生活中的經驗，認識什么是平面鏡。
平面鏡：反射面是光滑平面的鏡子。光滑平整的反射面可以等效為平面鏡。如平靜的水面、玻璃等。
探究點二、探究平面鏡成像規律
猜想假設：
（1）像與物等大；
（2）像與物到平面鏡的距離相等；
（3）像與物左右相反；
制定計劃與設計實驗：
注意： ①我們怎樣確定像的位置？
用玻璃板代替平面鏡
②如何測量像與物到鏡面的距離？
標記像與物的位置，用刻度尺測量
③如何比較像與物的大小關系？
選取兩個完全相同的蠟燭
實驗器材：兩只相同的蠟燭（實驗中用兩個相同的A字替代）、薄玻璃板、鉛筆、刻度尺、白紙、光屏
進行實驗與收集證據：
（1）在水平桌面上鋪一張大網格紙，紙上垂立一塊玻璃板，玻璃板可看作平面鏡。沿著玻璃板底部在紙上畫一條直線，代表玻璃板的位置。
（2）把一支點燃的蠟燭A放在玻璃板前面，觀察它在玻璃板中成的像。
（3）將另一支未點燃的與蠟燭A完全相同的蠟燭B豎立在玻璃板后并移動，直到看上去它跟蠟燭A的像完全重合，蠟燭B此時的位置就是蠟燭A的像的位置。在紙上記下這兩個位置，同時注意觀察蠟燭A的大小和它的像的大小是否相同。
（4）移動點燃的蠟燭A，重復實驗步驟（2）、（3）多次（在標記點前標上序號）。
（5）取下蠟燭B，將光屏放在蠟燭B的位置，從玻璃板側面看，觀察光屏上是否有蠟燭A的像。
（6）用直線把各次實驗中蠟燭A和它的像在紙上的位置連起來，并用刻度尺分別測量它們到玻璃板的距離，用量角器測量這些連線與玻璃板所在位置的夾角大小，將數據記錄在下表中：
分析實驗記錄：
量出每次實驗中兩個相同的A字到玻璃板的距離。
連接每次實驗中兩個相同的A字的位置，觀察連線與鏡面的關系。
實驗結論：
（1）平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等。
（2）平面鏡所成的像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等。
（3）平面鏡所成的像的位置與物體的連線與鏡面垂直。
平面鏡所成像與物體關于鏡面對稱。
交流與評價：
問題1：玻璃板所成的像遠沒有平面鏡成的像清晰，可是為什么完成平面鏡成像實驗時卻不用平面鏡而要用玻璃板替代？
用玻璃板而不用平面鏡是為了準確的確定像的大小和位置關系。平面鏡成的是虛像，它的大小和位置是無法直接確定的；用玻璃板，雖然像是暗了些，但透過玻璃板能同時看到玻璃板后的蠟燭和玻璃板前蠟燭的像，便于確定位置和比較像的大小。
問題2：平面鏡成像時，像與物是等大的，也就是說，像的大小應該與距離無關，但是人遠離平面鏡時為什么會感覺像變小了？
遠離平面鏡時人看見平面鏡中自己的像的確像是變小了，不過，這并不是鏡中像的真實大小發生了變化，而是因為在遠離平面鏡的過程中，人眼對像的視角在逐漸變小，所以給人的感覺是像在變小。
問題3：完成平面鏡成像實驗要在什么環境中進行？實驗時為什么蠟燭A要點燃而蠟燭B不能點燃？
為了使像顯得清晰，平面鏡成像實驗要在較暗的環境中進行。點燃蠟燭A是為了使更多的光照到玻璃板上使像更清晰從而便于我們觀察。如果蠟燭B也點燃，則會因為背景太亮看不清楚蠟燭A的像，所以蠟燭B不點燃。
問題4：我發現玻璃板除了成了一個比較清晰的像外還成了一個隱隱約約的像，這是為什么？
玻璃板有前后兩個面，每個面都能反射成像，所以會出現兩個像。
問題5：實驗中發現無論怎樣移動蠟燭B都無法和蠟燭A的像重合，這是怎么回事？
這主要是因為玻璃板和桌面不垂直，這樣蠟燭A的像與桌面就不垂直了，像的底部要么在桌面上要么在桌面下，蠟燭B順著桌面移動無法和蠟燭A的像重合。
探究點三、平面鏡成像原理
我們看到蠟燭A的像是因為蠟燭A發出的光經平面鏡反射后射入眼睛，它的光路圖是什么樣的，為什么我們感覺看到平面鏡前的物體在平面鏡后面？
如圖所示，人眼看到蠟燭上點P的光路圖。人眼是根據光的直線傳播來判斷物體位置的。點燃的蠟燭上P點射出的任意兩條光線PA、PB經平面鏡反射后的反射光線AE1、BE2的反向延長線相交于P′點，人就會感到P′點是一個“發光點”，這兩條反射光線是P′發出的，從而將P′點當做物體所在位置，但實際P′點是P點的虛像位置。同理，蠟燭上的其他點也都能在平面鏡內產生對應的虛像點，它們共同組成了蠟燭的虛像。因此，平面鏡所成的虛像是由射入人眼中的反射光線的反向延長線匯聚形成的。
探究點四、平面鏡成像應用
1．平面鏡的應用
（1）平面鏡成像，如化妝鏡。
（2）改變光線的傳播方向，如潛望鏡。
2．球面鏡
反射面是球面的一部分的鏡子叫球面鏡．
球面鏡的分為用球面的內表面作反射面的叫凹面鏡和用球面的外表面作反射面的叫凸面鏡。平行光線經凸面鏡后變得發散，可以擴大視野，用作汽車觀后鏡或街角鏡；凹面鏡能把射向它的平行光線會聚在焦點上，可以制作太陽灶、太陽爐，天文學家們用凹面鏡作大型反射式望遠鏡，還有耳鼻喉科醫生用凹面鏡會聚光觀察耳道情況等。
課堂小結
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
采用“探究式”教學后，通過給學生創設平面鏡成像問題情景，激發了學生學習的興趣，從猜想、設計實驗、進行實驗，分析實驗數據得出結論都由學生完成，學生的積極性強，并且通過平面鏡成像特點的探究，學會了一種研究問題的思維程序，以后遇到問題就知道該怎樣去探究了。
本次實驗是學生自己動手實驗，通過探究，發現問題，這也有利于糾正固有的觀念錯誤。個別小組只是好奇觀察所成的像，沒注意到后面蠟燭所放位置是否與鏡前蠟燭所成的像完全重合，導致物距和像距測得不準，有的忽視了探究像與物連線與鏡面的關系，使實驗流于形式，得不出自主實驗的結論，而多數學生的實驗在教師引導，點撥下進行的比較順利。由于學生在實驗過程中操作較慢，后面顯得時間有點緊，平面鏡成像作圖題沒有得到很好的訓練，后續的課堂中需要加深這方面的練習。
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