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2019-2020年八年級(jí)物理上冊(cè) 《平面鏡成像》教案 人教新課標(biāo)版 一.教學(xué)內(nèi)容： 平面鏡成像 二. 重、難點(diǎn)： 1. 平面鏡成像特點(diǎn)； 2. 平面鏡成像原理和虛像的概念； 3. 球面鏡的分類(lèi)； 4. 凹面鏡、凸面鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用。 三. 知識(shí)點(diǎn)分析 （一）平面鏡：反射面是平的鏡子。 1. 平面鏡成像原理： （1）平面鏡對(duì)光要發(fā)生反射。 （2）人眼確定物體的位置是根據(jù)光的直線傳播。 （3）虛像：由光的反向延長(zhǎng)線形成，不能顯示在光屏上。 2. 平面鏡成像規(guī)律： （1）平面鏡成的像是正立的虛像； （2）像與物的大小相等； （3）像與物到鏡面的距離相等。 3. 平面鏡的應(yīng)用： （1）改變或控制光路； （2）成像； （3）即改變光路又成像。 4. 平面鏡成像作圖： （1）由平面鏡成像特點(diǎn)作圖； （2）求經(jīng)過(guò)某點(diǎn)的反射光線的作圖； 步驟： ①由成像規(guī)律確定像的位置； ②連接像點(diǎn)和題目中規(guī)定的某點(diǎn)（注意：鏡后虛線，鏡前實(shí)線；實(shí)際光線要標(biāo)箭頭） ③補(bǔ)齊對(duì)應(yīng)的入射光線和法線。 （3）確定觀察平面鏡成像的范圍。 步驟： ①由成像規(guī)律確定像的位置； ②由物向鏡兩端引入射光線（射向鏡面所有光線的邊界）； ③補(bǔ)齊對(duì)應(yīng)的法線和入射光線。 （二）球面鏡：反射面是球面的一部分 1. 凹鏡：反射面是球面的內(nèi)表面。 （1）凹鏡能把射向它的平行光會(huì)聚在一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做它的焦點(diǎn)。 注：每條光線仍遵守反射定律 （2）應(yīng)用： ①利用凹鏡聚光； ②利用凹鏡得到平行光。 2. 凸鏡：反射面是球面的外表面。 （1）凸鏡對(duì)光線起發(fā)散作用，平行光線經(jīng)凸鏡反射后，反射光的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)叫做它的虛焦點(diǎn)。 （2）應(yīng)用： ①凸鏡成正立、縮小虛像； ②凸鏡可以擴(kuò)大視野。 【典型例題】 [例1]人在平面鏡MN中能看到物體AB的像，如圖所示，至少把平面鏡MN上的哪一部分遮住，人就看不見(jiàn)物體的像了？請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出來(lái)。 分析：本題中人眼能夠看到物體AB的像是因?yàn)槲矬w的光經(jīng)平面鏡反射后射到人眼。因此只要確定射入人眼的那部分反射光線，則這部分反射光線所利用的平面鏡的部分也就知道了。 解答： （1）作出AB在鏡中的像； （2）連接A’C、B’C交平面鏡MN于E、D兩點(diǎn)； （3）如圖所示，DE即為所求作的范圍。 說(shuō)明：解此類(lèi)題的方法一般是先用對(duì)稱(chēng)法確定虛像的位置，再根據(jù)虛像的成因確定射入人眼睛的反射光線，進(jìn)而確定所求的范圍。 [例2] 如圖所示，兩個(gè)平面鏡成一定角度放置，在鏡前放一個(gè)點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源S通過(guò)兩個(gè)平面鏡分別成虛像S1、S2。畫(huà)出在兩個(gè)平面鏡前同時(shí)看到S在兩平面鏡內(nèi)像S1、S2的范圍。 分析：S點(diǎn)發(fā)出的光有無(wú)數(shù)條射到平面鏡上后被平面鏡反射，若人的眼睛在反射光線的傳播路徑上，人眼就會(huì)看見(jiàn)S點(diǎn)的像，其中最遠(yuǎn)的兩條反射光線即為由鏡子邊緣M、N或N、K反射的光線，人眼在這兩條反射光線所夾的區(qū)域內(nèi)能同時(shí)看到S點(diǎn)的像。 解答： （1）先用對(duì)稱(chēng)法作出S點(diǎn)在MN、NK中的虛像S1、S2； （2）連接S1M、S1N、S2N、S2K并延長(zhǎng)； （3）如圖所示畫(huà)箭頭部分所夾區(qū)域即為所求的范圍。 說(shuō)明：本題主要考察同學(xué)們確定平面鏡成像觀察范圍的知識(shí)，解決這類(lèi)題目只需要連接像點(diǎn)和平面鏡的邊緣，得到兩條臨界的反射光線，它們之間所夾的區(qū)域即為能觀察到成像的范圍。對(duì)于像本題這樣有兩個(gè)平面鏡或兩個(gè)平面鏡以上的問(wèn)題，只需要找到它們的公共區(qū)域即可。 [例3] 在貫通東南西北的大道的十字路口的西南角，豎立一面平面鏡，觀察者在鏡中看到一輛汽車(chē)向東行駛至路口轉(zhuǎn)彎，后向南行駛，則該汽車(chē)實(shí)際行駛路線應(yīng)是怎樣的？ 分析：本題觀察者在鏡中觀察到的是汽車(chē)的像的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)根據(jù)對(duì)稱(chēng)法確定出汽車(chē)真正行駛的路線。 解答：汽車(chē)實(shí)際行駛的路線是向南行駛至交叉口后向東行駛。 說(shuō)明：本題涉及了一種咱們常見(jiàn)的交通指示鏡，在高速公路的路口處我們經(jīng)常會(huì)看到類(lèi)似的裝置，這是一道與實(shí)際聯(lián)系比較緊密的題目，也是中考中的一個(gè)熱點(diǎn)。在光學(xué)部分中與實(shí)際生活相聯(lián)系的題目基本上都離不開(kāi)成像問(wèn)題，因此，我們應(yīng)該熟練掌握各種實(shí)像、虛像的成像規(guī)律、在實(shí)際生活中的應(yīng)用及像與影的區(qū)別等知識(shí)。 [例4] 一發(fā)光點(diǎn)，放在相互垂直的平面鏡前時(shí)我們能看到幾個(gè)像？ 解析：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，如圖所示，S在M1中成像S1，S在平面鏡M2中成像S2，S發(fā)出的光線斜射到M1后，其中一部分反射光又射到M2上，發(fā)生第二次反射。那么，第二次反射的光線好像是從S3發(fā)出的，即S點(diǎn)在兩個(gè)互相垂直的平面鏡中可成三個(gè)虛像。因?yàn)镾點(diǎn)發(fā)出的光線射到這兩個(gè)平面鏡上后最多只能發(fā)生兩次反射。 答案：利用對(duì)稱(chēng)法作圖，分別找出S點(diǎn)在平面鏡M1、M2中所成的虛像S1、S2，同理確定出第三個(gè)虛像S3的位置。 說(shuō)明：本題要求同學(xué)們要熟練掌握平面鏡成像規(guī)律、原理和光的反射定律，而且還和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象緊密聯(lián)系。大家在學(xué)習(xí)的時(shí)候要注意觀察實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 [例5] MO和NO兩平面鏡互相垂直，S為光源，如圖所示，請(qǐng)畫(huà)出經(jīng)兩個(gè)鏡面兩次反射，最后通過(guò)A點(diǎn)的那條光線的光路圖。 解析：本題要求同學(xué)們靈活掌握光的反射定律及平面鏡成虛像的原理，即反射光線的反向延長(zhǎng)線相交成虛像。若使最后的反射光線通過(guò)A點(diǎn)，應(yīng)須先確定S點(diǎn)在平面鏡中所成的虛像S1、S2，方可將問(wèn)題解決。 答案：如圖所示，先作出光源S在平面鏡MO中所成的虛像S1。因S1在NO鏡面的“前方”，仍可由NO鏡再第二次成像S2。因?yàn)槎畏瓷涞墓饩€要通過(guò)A點(diǎn)，所以S2、A應(yīng)在一條直線上，與NO鏡相交于O2， S1、O2在一條直線上，相交MO鏡面于O1，于是SO1為第一條入射光線，O1O2為第一次反射光線，O2A為第二次反射光線，即為所求光線。 說(shuō)明：解決這類(lèi)讓反射光線過(guò)某點(diǎn)的題目基本思路就是找到像點(diǎn)，連接像點(diǎn)和該點(diǎn)的直線在鏡前部分即為所求的反射光線。像本題這樣有兩個(gè)或兩個(gè)以上鏡面的情況，注意光的多次反射和形成的多個(gè)像點(diǎn)就可以了。 [例6] 一條小河，豎直的堤岸高出水面0.75m，一位身高1.5m的同學(xué)站在離岸3m的地方恰好從水中看到河對(duì)岸電桿的頂部的像，已知電桿高4.5m，距離河岸3m，求水面寬度。 分析：本題是利用幾何光學(xué)測(cè)物距的典型例題。在解此類(lèi)問(wèn)題時(shí)應(yīng)依據(jù)的物理原理有：平面鏡成像特點(diǎn)、眼睛看到物體在平面鏡中所成虛像的原理等。應(yīng)用到的數(shù)學(xué)知識(shí)是：相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例。 解答：如圖所示AB為電桿,A’為桿頂?shù)南?，河面寬度為MN，DE為站在岸邊的同學(xué)。由題意可知：BC=NF=0.75m，AB=4.5m， BM=NE=3m，DE=1.5m，AC=CA’=0.75+4.5=5.25m在△NFO和△DEN中有：DE/EN=NF/OF，1.5/3=0.75/OF，OF=1.5（m） 在△NFO和△A’CO中有： NF/OF=CA’/CO，0.75/1.5=5.25/CO，CO=10.5（m） GO=CO—BM=10.5—3=7.5（m）MN=GO+OF=7.5+1.5=9（m） 說(shuō)明：這是一道學(xué)科間的綜合題，這類(lèi)題目也是中考的一個(gè)大熱點(diǎn)。與幾何光學(xué)這部分知識(shí)聯(lián)系比較緊密的是數(shù)學(xué)中的幾何問(wèn)題，所以，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)要特別注意幾何知識(shí)的復(fù)習(xí)。另外，準(zhǔn)確合理的畫(huà)出本題的草圖也是解題的關(guān)鍵。同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的訓(xùn)練中要注意培養(yǎng)自己把物理情景表示在草圖上的能力。 【模擬試題】（答題時(shí)間：40分鐘） 一. 填空題： 1. 汽車(chē)頭燈碗是個(gè)________面鏡，汽車(chē)駕駛室外的觀后鏡是________面鏡。 2. 平面鏡M固定不動(dòng)，當(dāng)物體以2米/秒的速度向平面鏡移動(dòng)，其像相對(duì)于平面鏡的速度是______；若物體不動(dòng)，平面鏡向物體以2米/秒的速度移動(dòng)，則像相對(duì)于物體的速度是______。 3. 如圖1所示，兩塊平面鏡成60角放置，在其鏡前有一物點(diǎn)A，經(jīng)過(guò)兩平面鏡反射總共能生成________個(gè)像。 4. 生物顯微鏡的截物臺(tái)下裝有一個(gè)________鏡，以便使光能會(huì)聚到被觀察的物體上。 5. 身高為1.8米的運(yùn)動(dòng)員直立在水平地面上，眼睛距頭頂?shù)木嚯x為8厘米，如果他想從豎直掛在墻上的平面鏡里看到自己的腳，這面鏡子的底邊離地面的高度不得超過(guò)________米。 6. 如圖2所示，平面鏡M和鉛筆都豎直在桌面上。若平面鏡沿箭頭方向轉(zhuǎn)60，那么鉛筆在鏡中的像轉(zhuǎn)過(guò)的角度是________。 7. 物體在平面鏡里成______像，像和物體大小______。當(dāng)物體逐漸遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，它的像將（填“不變”、“變小”、“變大”） 8. 下面兩圖都是時(shí)鐘在平面鏡中成的像，它們的實(shí)際時(shí)間是甲：；乙：。 甲　　　　　　乙 二. 選擇題： 1. 如圖3所示，S1和S2是兩個(gè)小燈泡，M是平面鏡，下列說(shuō)法中正確的是（?。? A. S1和S2都能經(jīng)平面鏡形成虛像 B. S1不在平面鏡的正前方，不能經(jīng)平面鏡成像 C. S2距平面鏡較遠(yuǎn)，它經(jīng)平面鏡所成的像較小 D. 平面鏡越大，S1和S2經(jīng)平面鏡所成像間的距離越大 2. 下面關(guān)于實(shí)像和虛像的說(shuō)法中正確的是（?。? A. 虛像和實(shí)像都能通過(guò)眼睛觀察到，但虛像不能成在屏上而實(shí)像能成在光屏上 B. 虛像一定是人的幻覺(jué)，實(shí)際上并沒(méi)有光線進(jìn)入人的眼睛 C. 只有實(shí)像才能用照像機(jī)拍攝，而虛像照相機(jī)拍攝不下來(lái) D. 實(shí)像才能用眼睛觀察到，虛像不能用眼睛觀察到 3. 如圖所示的是某同學(xué)畫(huà)的潛望鏡的示意圖。使用這樣的潛望鏡看物體AB的像是（?。? A. 放大倒立的實(shí)像　　　B. 縮小倒立的實(shí)像 C. 等大正立的虛像　　　D. 等大倒立的虛像 4. 一人通過(guò)平靜的湖，看到水中有一片云彩，這云彩是（　） A. 光的反射形成的虛像　　　B. 光的反射形成的實(shí)像 C. 光的折射形成的虛像　　　D. 光的折射形成的實(shí)像 5. 物體AB及其在平面鏡中所成的像A’B’如圖所示，其中正確的是（　） 6. 如圖，一平面鏡豎直放置，一小物體S以a點(diǎn)為圓心，0.5米長(zhǎng)為半徑沿順時(shí)針作圓周運(yùn)動(dòng)，已知a點(diǎn)到平面鏡距離為2米，則S的像的旋轉(zhuǎn)方向與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物、像間的最大距離分別為（?。? A. 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、5米　　　　B. 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、5米 C. 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、4米　　　　D. 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、4米 三. 作圖題： 1. 有一束光通過(guò)A點(diǎn)射到鏡面，反射后過(guò)B點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出入射光線和反射光線 2. 圖中S為發(fā)光點(diǎn)，從它發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后的兩條反射光線分別與虛線a、b重合，根據(jù)平面鏡成像規(guī)律在圖中畫(huà)出平面鏡，并找出S在平面鏡里的像S。 【試題答案】 一. 1. 凹、凸； 2. 2米/秒、4米/秒； 3. 5； 4. 凹； 5. 0.86； 6. 120； 7. 虛、相等、不變； 8. 3:40、12:05； 二. 1. A　　　　2. A　　　　3. D　　　　4.A　　　　5. C　　　　6.A 三. 1. 2.