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第3節(jié)　平面鏡成像 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，知道虛像是怎樣形成的。 3．理解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象。 4．初步了解凸面鏡和凹面鏡及其應(yīng)用。 過(guò)程與方法 1．經(jīng)歷“平面鏡成像特點(diǎn)”的探究，學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信息的記錄。 2．觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感知虛像的含義。 3．通過(guò)觀察，感知球面鏡對(duì)光線的作用。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。 2．培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 3．通過(guò)對(duì)平面鏡、球面鏡應(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。 重點(diǎn) 平面鏡成像的特點(diǎn)。 難點(diǎn) 平面鏡成像原理及虛像怎樣形成的。 平面鏡(大小形狀各不同)、口徑相同的平面鏡和凸面鏡、凹面鏡、激光演示器、玻璃板、相同的蠟燭兩支、量角器、火柴、夾子、白紙一張、透明膠條、多媒體課件。 一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知 教師拿幾個(gè)生活中常用的鏡子讓學(xué)生觀察，可以看到它們都是平的。用它可以照出人的“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”物體叫做像。 再讓學(xué)生觀察自己在平面鏡中的像，并提出一些問(wèn)題讓學(xué)生思考：當(dāng)你改變與平面鏡間的距離時(shí)，像怎樣變化？像的大小與物體的大小有怎樣的關(guān)系？像的大小與平面鏡的大小有關(guān)系嗎？這些問(wèn)題，并不要求學(xué)生立即回答，目的是為了引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生對(duì)平面鏡成像有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，為學(xué)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。 二、自主合作，感受新知 回顧以前學(xué)的知識(shí)，閱讀課文并結(jié)合生活實(shí)際，完成《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 三、師生互動(dòng)，理解新知 (一)平面鏡成像的特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)探究：平面鏡成像的特點(diǎn)。 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。 步驟： (1)如圖，將一張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)另拿一支外形相同但不點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng)，使它與前面蠟燭的像重合(直到從不同位置看上去它們都重合在一起)，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，把實(shí)驗(yàn)再做兩次，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(lái)，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄下來(lái)并比較它們的大小，再用量角器測(cè)量看它們是否與鏡面垂直。 (5)把測(cè)量結(jié)果填寫在下表中。 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 1 2 3 　　提問(wèn)：(1)平面鏡中的像與物體大小是否相同？怎么知道的？ (平面鏡中的像與物體大小相同。因?yàn)闊o(wú)論蠟燭到玻璃板的距離是遠(yuǎn)還是近，一支蠟燭與另一支蠟燭的像總是重合的。) (2)像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離是否相等？怎么知道的？ (像和物體到鏡面的距離相等，因?yàn)閮芍灎T到玻璃板的距離相等。) 師生共同分析得到平面鏡的成像特點(diǎn)： (1)像和物體的大小相等； (2)像和物體到鏡面的距離相等； (3)像和物體的連線垂直于鏡面。 討論：身高1.6 m的人站在穿衣鏡前，離鏡0.5 m，他在鏡中的像多高？像離鏡多遠(yuǎn)？當(dāng)他后退0.5 m時(shí)，像高和像到鏡面的距離怎樣變化？ 解答：(1)像高1.6 m，像離鏡0.5 m； (2)人后退0.5 m時(shí)，像高不變，像到鏡面的距離增加0.5 m。 (二)平面鏡成像原理 對(duì)于平面鏡的像是靠光的反射形成的學(xué)生并不了解，老師可先給學(xué)生設(shè)疑，我們能看見(jiàn)物體，是因?yàn)橛泄馍淙胙劬Γ覀円材芸吹轿矬w在平面鏡里的成像，成像的光是從哪里來(lái)的呢？然后利用課本P78圖4.3－3分析平面鏡成像的原理，邊板畫邊講授，進(jìn)行解疑，這樣既鞏固了反射定律，又培養(yǎng)了學(xué)生研究新問(wèn)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(wèn)： ①S能發(fā)出多少條光線，方向如何？ (S能向四面八方發(fā)出無(wú)數(shù)條光線。) ②射到平面鏡上的光線有多少條？ (射到平面鏡的光線有無(wú)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)追問(wèn)：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(jué)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)，根據(jù)光線直進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，眼睛會(huì)覺(jué)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′。 (4)指導(dǎo)學(xué)生看課本圖4.3－3隨即指出 ①S′是S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，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。 ②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。 思考：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平靜的水面可看做一個(gè)平面鏡，它可以成虛像；②對(duì)物體上的每一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，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了。 典例解讀 【例1】請(qǐng)?jiān)趫D中畫出物體AB所成的像。 【解析】 過(guò)A點(diǎn)作平面鏡的垂線并延長(zhǎng)至另一側(cè)，在等距上取點(diǎn)A′；過(guò)B點(diǎn)作平面鏡的垂線并延長(zhǎng)至另一側(cè)，在等距上取點(diǎn)B′；連接A′和B′；最后標(biāo)上箭頭。注意這些線都畫成虛線。 也可以通過(guò)A點(diǎn)作一條垂直平面鏡的入射光線，作其反射光線，并反向延長(zhǎng)；再通過(guò)A點(diǎn)作任意一條入射光線，嚴(yán)格按照光的反射定律作圖，將其反射光線延長(zhǎng)；兩條反射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)是A點(diǎn)的像A′；同樣作出B的像B′；連接A′和B′；最后標(biāo)上箭頭。注意鏡后的線、鏡前法線畫虛線。 【答案】 　 (三)平面鏡的應(yīng)用 1．成像 從古代女子“對(duì)鏡貼花黃”到現(xiàn)代舞蹈演員使用大平面鏡矯正動(dòng)作姿勢(shì)，都是利用了平面鏡可以成像。 2．改變光路 醫(yī)生用來(lái)檢查牙齒的小鏡就是平面鏡；早期軍事上的潛望鏡主要是由兩塊平面鏡組成的。 3．?dāng)U大視野 新房子裝修的時(shí)候，不大的客廳在墻壁上裝上一面鏡子，就覺(jué)得客廳大多了。 (四)凸面鏡和凹面鏡 1．球面鏡 反射面是球面的一部分的鏡子叫球面鏡。 2．球面鏡的分類 a．用球面的內(nèi)表面作反射面的叫凹面鏡。 b．用球面的外表面作反射面的叫凸面鏡。 3．凹面鏡的性質(zhì)及應(yīng)用 (1)凹面鏡的性質(zhì) 演示實(shí)驗(yàn)1：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。 我們知道反射時(shí)光路是可逆的，平行光經(jīng)凹面鏡后能會(huì)聚在焦點(diǎn)上，那么，如果把光源放在凹面鏡的焦點(diǎn)上，光源發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡后是否平行射出呢？ 演示實(shí)驗(yàn)2：把光源放在凹面鏡的焦點(diǎn)上 現(xiàn)象：光源發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡后成平行光。 師生共同分析得出結(jié)論：如果把光源放在凹面鏡的焦點(diǎn)上，光源發(fā)出的光經(jīng)凹面鏡后將成為平行光。 (2)凹面鏡的應(yīng)用 ①根據(jù)凹面鏡會(huì)聚光的性質(zhì)，可以制作太陽(yáng)灶、太陽(yáng)爐，天文學(xué)家們用凹面鏡制作大型反射式望遠(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。 ②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)。 4．凸面鏡的性質(zhì)及作用 (1)凸面鏡的性質(zhì) 演示實(shí)驗(yàn)3：用氦氖激光器演示平行光射向凸面鏡。 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。 問(wèn)題1：讓學(xué)生手拿一個(gè)凸面鏡，觀察自己的像，像是放大的還是縮小的？ (凸面鏡所成的像是縮小的。) 問(wèn)題2：相同口徑的平面鏡和凸面鏡哪個(gè)視野大？ 演示實(shí)驗(yàn)4：如圖所示，用兩張黑紙各剪去一個(gè)等大的圓孔，分別粘在凸面鏡和平面鏡上。把凸面鏡和平面鏡放在離學(xué)生距離相等的位置上，讓學(xué)生向兩個(gè)鏡中觀察，比較從兩個(gè)鏡中看到的范圍的哪個(gè)大，哪個(gè)小？ (口徑相同的凸面鏡視野比平面鏡的大。) (2)凸面鏡的應(yīng)用 汽車上的觀后鏡、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。 典例解讀 【例2】汽車駕駛室外面的觀后鏡(即人們常說(shuō)的反光鏡)是一個(gè)凸面鏡，汽車上安裝凸面鏡的目的是(　　) A．使司機(jī)觀察到的像比實(shí)物大，更清晰 B．使司機(jī)觀察到的像比實(shí)物大，觀察范圍更大 C．使司機(jī)觀察到的像與實(shí)物等大，但光線集中，更清晰 D．使司機(jī)觀察到的像比實(shí)物小，增大觀察范圍 【解析】 凸面鏡對(duì)光線起發(fā)散作用，如下圖所示，相對(duì)相同口徑的平面鏡而言，凸面鏡觀察范圍要大得多。 【答案】 D 四、嘗試練習(xí)，掌握新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。 五、課堂小結(jié)，梳理新知 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了解了平面鏡成像的特點(diǎn)；了解平面鏡成虛像，了解虛像是怎樣形成的；理解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象；初步了解凸面鏡和凹面鏡及其應(yīng)用。 六、深化練習(xí)，鞏固新知 《探究在線高效課堂》相關(guān)作業(yè)部分。