第3節(jié)平面鏡成像

1、第3節(jié)平面鏡成像一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能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理解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象。（二）過(guò)程與方法1通過(guò)“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察能力和動(dòng)手操作能力。2通過(guò)學(xué)生的交流活動(dòng)，形成相互評(píng)估和聽取反饋意見的意識(shí)，初步培養(yǎng)學(xué)生信息交流和評(píng)估的能力。（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀1在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙和和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。2通過(guò)對(duì)平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。二、教學(xué)重難點(diǎn)“平面鏡成像”是“光的直線傳播”和“光的反射”的后續(xù)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容包括平面鏡成像特點(diǎn)、成像原

2、理、平面鏡的應(yīng)用及凸面鏡和凹面鏡的初步知識(shí)。通過(guò)本節(jié)教學(xué)應(yīng)該使學(xué)生知道平面鏡成像的特點(diǎn)，平面鏡成像是反射光線的反向延長(zhǎng)線形成的，初步了解虛像的概念。課程標(biāo)準(zhǔn)要求“探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系”，讓學(xué)生通過(guò)自主探究，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，受到科學(xué)方法的研究的教育，同時(shí)獲得充分的感性認(rèn)識(shí)。本節(jié)只強(qiáng)調(diào)平面鏡成像具有“像物等大、像物等距，像物的連線與鏡面垂直，像是虛像”，不講成像的對(duì)稱性。教材設(shè)計(jì)的表格里，強(qiáng)調(diào)了該實(shí)驗(yàn)應(yīng)在不同的位置做兩次，這對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成是十分有益的。與傳統(tǒng)教材相比，教材沒(méi)有將凸面鏡和凹面鏡單獨(dú)安排一節(jié)，而是安排在STS里，作為平面鏡知識(shí)的拓展。教學(xué)重點(diǎn)：利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究平面鏡成

3、像的特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：平面鏡成像原理和虛像的概念。三、教學(xué)策略平面鏡是所有學(xué)生都熟悉的物品，限于學(xué)生已有的知識(shí)水平，關(guān)鍵是提煉出平面鏡成像的特點(diǎn)，了解平面鏡的應(yīng)用，必須對(duì)大量的平面鏡成像的事實(shí)進(jìn)行研究。以生活實(shí)例引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的興趣。通過(guò)實(shí)例提出與物理有關(guān)的問(wèn)題、大膽的猜想假設(shè)、圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適儀器、設(shè)計(jì)切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案、正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析證據(jù)得出科學(xué)結(jié)論、交流試驗(yàn)中的得失優(yōu)缺點(diǎn)、評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案等一系列探究過(guò)程，使學(xué)生體驗(yàn)探究的整個(gè)過(guò)程，為以后獨(dú)立探究學(xué)習(xí)鋪平道路。探究學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)表自己的看法，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、過(guò)程進(jìn)行評(píng)估交流，增進(jìn)學(xué)生合作交流能力，通過(guò)發(fā)言培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言

4、表達(dá)能力。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、畫有角度的可折疊的白色硬紙板、一面鏡子、兩個(gè)光源、一張白紙、大頭針（或牙簽）、鉛筆、直尺。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課（5分鐘）實(shí)驗(yàn)引入：“水火相容”如圖1，在鍍膜玻璃板前點(diǎn)燃一支蠟燭，玻璃板后放置一個(gè)略高于玻璃板的量筒。此時(shí)會(huì)觀察到量筒中有一個(gè)燃燒的“蠟燭”。請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)來(lái)向量筒中加水，將玻璃板后的蠟燭澆滅，提示“水火不容，水能滅火”。然而當(dāng)量筒內(nèi)裝滿水后，蠟燭仍能燃燒。圖1在學(xué)生產(chǎn)生疑惑和猜想后，教師再展示其中的“秘密”：后面的蠟燭其實(shí)是滅的，大家看到的是前面蠟燭在玻璃板中的像。讓學(xué)生觀察手中的平面鏡，可以看到它們都是平的。用它可

5、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(xiàn)在鏡子里的“面孔”的物體叫做像。蠟燭的火焰沒(méi)有被水澆滅是利用了平面鏡成像的特點(diǎn)，下面我們就一起來(lái)探究平面鏡成像有哪些特點(diǎn)？學(xué)生觀察。通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)物理的神奇，激起學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)為后面的探究實(shí)驗(yàn)為什么采用玻璃板而不用平時(shí)用的鏡子做了鋪墊。新課教學(xué)（30分鐘）一、平面鏡成像的特點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們利用你手中的平面鏡找到你的像，當(dāng)你遠(yuǎn)離或靠近平面鏡時(shí)，仔細(xì)觀察你的像的大小、位置是否變化，如何變化？根據(jù)觀察能不能說(shuō)一說(shuō)平面鏡成像有哪些特點(diǎn)，以小組為單位交流討論。1提出問(wèn)題平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢？由此引入“平面鏡

6、成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)探究。2猜想與假設(shè)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)生活中的切身體驗(yàn)大膽地進(jìn)行猜想，說(shuō)出猜想依據(jù)。對(duì)于學(xué)生的猜想不置可否，然后問(wèn)他們“你們想知道自己的猜想是否正確？”在學(xué)生強(qiáng)烈求知的情緒中進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。說(shuō)明：由于課堂時(shí)間有限，本節(jié)重點(diǎn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生提出的以下猜想：a像與物到鏡面的距離相等。b像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相同。并告訴學(xué)生，隨著學(xué)習(xí)的深入將會(huì)逐步驗(yàn)證同學(xué)們提出的其他猜想。3制定計(jì)劃并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在學(xué)生小組交流的過(guò)程中主要解決以下問(wèn)題：（1）如何確定像的位置？把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，再拿另一支未點(diǎn)燃的蠟燭放在成像的位置，直到看上去與像完全重合，這個(gè)位置就是像

7、的位置。（2）怎樣判斷后面的蠟燭與像已經(jīng)完全重合？在玻璃板的前面左右改變眼睛的位置，直到從不同位置看起來(lái)后面的蠟燭和像完全重合為止。（如果學(xué)生課前做好預(yù)習(xí)，這些問(wèn)題學(xué)生能自己找到答案，并能設(shè)計(jì)出驗(yàn)證猜想1的實(shí)驗(yàn)方案）（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要用玻璃板代替平面鏡？教師指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，分別去確定平面鏡和玻璃板中像的位置。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，看不到平面鏡后面的蠟燭，無(wú)法知道它是否與像完全重合，所以不用平面鏡。而使用玻璃板成像時(shí)，可以看到后面的蠟燭是否與像完全重合，所以使用玻璃板。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)可潛移默化地向?qū)W生滲透“等效替代法”。說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)分兩大部分進(jìn)行，第一部分探究猜想1，像與物到鏡面的距離是否相

8、等，第二部分探究猜想2，像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相等。驗(yàn)證猜想1：像與物到鏡面的距離是否相等。4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)圖2如圖2，用一塊較薄的玻璃板作為平面鏡，點(diǎn)燃的蠟燭放在平面鏡前，把另一支完全相同，沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭放在平面鏡的另一側(cè)，使之與像重合，觀察物、像到鏡面的距離關(guān)系和與物的大小關(guān)系，改變點(diǎn)燃蠟燭鏡面的距離，重做幾次試驗(yàn)，多次測(cè)量，把數(shù)據(jù)記錄在表格里。（1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師巡視觀察，提供幫助，找到學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組中有代表性的操作，收集實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，為交流和評(píng)估環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。（2）引導(dǎo)學(xué)生要多次實(shí)驗(yàn)，尋找普遍規(guī)律。（3）利用實(shí)物投影展示各學(xué)生小組的實(shí)驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)，各小組派代表分析數(shù)

9、據(jù)得出結(jié)論，即：像與物到鏡面的距離相等。（4）教師引導(dǎo)學(xué)生觀察物像連線與玻璃板所在直線，這兩條相交的直線有什么位置關(guān)系？學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)平面鏡成像的又一特點(diǎn)：物、像的連線跟鏡面垂直。驗(yàn)證猜想2：像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相同。學(xué)生可利用高度不同的蠟燭分組討論、設(shè)計(jì)驗(yàn)證猜想2的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行小組間的方案交流。學(xué)生方案1：把點(diǎn)燃的蠟燭放在離玻璃板遠(yuǎn)近不同的位置，觀察像的大?。ù朔桨附處熞o予否定，利用人眼對(duì)同一架飛機(jī)在高空和跟前的不同視覺感受，說(shuō)明僅憑眼睛觀察來(lái)判斷像與物的大小關(guān)系并不可靠）。學(xué)生方案2：把一根中等高度的蠟燭放在離玻璃板較近的位置，拿另一根較高的蠟燭移到成像的位置處，觀察

10、它們能否完全重合，從而驗(yàn)證“近大”是否正確；同理去驗(yàn)證“遠(yuǎn)小”是否正確。學(xué)生方案3：取兩支完全相同的蠟燭，點(diǎn)燃其中一支蠟燭放在離玻璃板遠(yuǎn)近不同的位置，拿另一支蠟燭移到成像的位置，比較像與后面蠟燭的大小關(guān)系。5分析論證請(qǐng)兩個(gè)小組分別將自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)上來(lái)，通過(guò)投影向全班展示，分析蠟燭及蠟燭的像在位置上有什么關(guān)系？它們的大小有什么關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生分析：像和物的大小相等（糾正學(xué)生從日常經(jīng)驗(yàn)中形成的“人遠(yuǎn)離平面鏡的過(guò)程中，人在鏡中的像逐漸變小”這一錯(cuò)誤看法）；像和物到鏡面的距離相等；像與物的連線與鏡面垂直。6得出結(jié)論平面鏡成像特點(diǎn)：（1）像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等；（2）像與物體的大小相等

11、；（3）像與物體的連線與平面鏡垂直；（4）平面鏡成的是虛像。利用數(shù)學(xué)課中有關(guān)對(duì)稱的知識(shí)，平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱。拿著平面鏡仔細(xì)觀察遠(yuǎn)離或靠近平面鏡時(shí)像的大小、位置的變化。多數(shù)學(xué)生會(huì)提出離鏡子越近像越大，離鏡子越遠(yuǎn)像越小。學(xué)生在交流討論的基礎(chǔ)上明確實(shí)驗(yàn)的做法。學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組展示數(shù)據(jù)進(jìn)行交流。將人眼看見物體的條件進(jìn)一步應(yīng)用，并利用反射定律畫出光路圖進(jìn)行分析平面鏡成虛像，是前面學(xué)過(guò)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，是提升能力的過(guò)程。二、平面鏡成虛像問(wèn)題：對(duì)于平面鏡的像是靠光,的反射形成的，我們能看見物體，是因?yàn)橛泄馍淙胙劬Γ覀兡芸吹轿矬w在平面鏡里的成像，成

12、像的光是從哪里來(lái)的呢？圖3如圖3，先給出一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S，然后提問(wèn)學(xué)生：你們知道S能發(fā)出多少條光線，方向如何？射到平面鏡上的光線有多少條？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。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。分析可知：這兩條反射光線不能相交。當(dāng)眼睛正處于反射光線的路徑上時(shí)，根據(jù)光線直進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，眼睛會(huì)覺得反射光線好像是從它們的反向延長(zhǎng)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(zhǎng)，得交點(diǎn)S。結(jié)論：S是S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后反射光線延長(zhǎng)線的交點(diǎn)

13、。但鏡子后面實(shí)際上并沒(méi)有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn)，所以S叫虛像。物體上的每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都有一個(gè)像點(diǎn)，所有的像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像。虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的。學(xué)生觀察并思考。S能向四面八方發(fā)出無(wú)數(shù)條光線，所以射到平面鏡的光線有無(wú)數(shù)條。根據(jù)光的反射定律作圖，人看鏡中的像實(shí)際上是反射光進(jìn)入眼睛。人誤以為反射光是從鏡子后面的像點(diǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的，而鏡子后面并不存在發(fā)出光線的這些點(diǎn)，所以平面鏡成的像是虛像。三、平面鏡的應(yīng)用介紹平面鏡的發(fā)展史。平靜的水面，拋光的金屬面，都具有平面鏡的作用。我國(guó)是世界上最早使用平面鏡的國(guó)家之一。遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就會(huì)利用平靜的水面作鏡子來(lái)梳妝打扮。我國(guó)大約在四千年前的夏朝，就有了銅鏡。在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，銅鏡盛行，制作精美，但是，都是貴族婦女才能使用。近代發(fā)展了利用玻璃制成的平面鏡，才能在民間普遍使用了。人們還利用水鏡來(lái)美化環(huán)境。建于宋代的桂林花橋就是利用平靜的水面造成的“倒像”，使花橋顯得更加美麗，使之有“桂林山水甲天下”的美稱。生活中你還在哪些地方見過(guò)或知道哪些地方有平面鏡？平面鏡的作用都有哪些？歸納起來(lái)，平面鏡的作用主要就是成像和改