内容正文:
课时4.3 平面镜成像(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.通过实验探究并了解平面镜成像的特点,并会语言文字描述;
2.了解平面镜成像原理及虚像是怎样形成的;
3.熟悉平面镜在生活中的应用;
4.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、探究平面镜成像的特点
1.什么是像
当你照镜子时可以看见自己的“像”,镜子里的自己就是自己经过平面镜所成的像。平静的水面上物体的倒影,也是物体通过水面这面镜子所成的像。这个像不同于影子,它能反映物体的面貌。
2.探究平面镜成像的特点
提出问题
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系
猜想与假设
平面镜所成的像的大小可能与物体的大小相等,像到平面镜的距离可能物体到平面镜的距离相等
实验器材
薄玻璃板一块、支架、笔一只、两支相同的蜡烛、刻度尺、白纸等
设计并进行实验
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块薄的玻璃板作为平面镜,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表玻璃板的位置;
(2)如图所示,把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,透过玻璃板进行观察,可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一只外形完全相同的蜡烛(未点燃),竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那个蜡烛的像的位置;
(3)在纸上记录下两支蜡烛的位置,并注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同;
(4)移动点燃的蜡烛,重做实验;
(5)用直线把两次实验中的蜡烛和它的像在纸上的位置连接起来,用量角器测量蜡烛和像连线与镜面的夹角;
(6)用刻度尺分别测量蜡烛和像到玻璃板的距离,将测得的数据记录在表格中
实验数据
记录
次数
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离/cm
蜡烛的像与蜡烛的大小关系
蜡烛的像与蜡烛的连线与镜面位置的关系
1
10
10
等大
垂直
2
15
15
等大
垂直
3
20
20
等大
垂直
4
25
25
等大
垂直
分析与论证
(1)未点燃的蜡烛可以与点燃的蜡烛的像完全重合,说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等;
(2)由实验数据可知,蜡烛和它的像的连线与镜面垂直,蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等
探究归纳
平面镜成像的特点:平面镜所成像的大小与物体大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与平面镜垂直,即平面镜所成的像与物体关于平面镜对称
特别提醒:
(1)为了使观察到的像更为清晰,实验最好在较暗的环境中进行;
(2)实验中用玻璃板代替平面镜,目的是便于观察和确定像的位置,并比较物像的大小关系,原因是玻璃板既能反射光又能透过光,即透过玻璃板能看到未点燃的蜡烛,也能看到点燃的蜡烛所成的像;
(3)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前后表面可以各成一个像,当玻璃板较厚时,两个像有较大的错位,难以确定像的位置;
(4)实验中,玻璃板要竖直立在水平桌面上。若玻璃板没有竖直放置,则未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛将不能完全重合;
(5)实验中,使用两支完全相同的蜡烛,目的是比较像与物体的大小关系;
(6)用点燃的蜡烛做实验的优点是所成的像比较亮,便于观察;
(7)白纸用于标注玻璃板的位置、蜡烛以及蜡烛的像的位置,刻度尺用于测量蜡烛以及蜡烛的像到玻璃板的距离;
(8)改变蜡烛与玻璃板的距离进行多次实验,是为了寻找普遍规律。
等效替代法在实验中的应用
1.等效替代法是在保证某种效果(特征或关系)相同的前提下,将实际的、复杂的、不易研究的物理问题和物理过程转化为理想的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的一种方法;
2.研究平面镜成像特点的实验中就应用了等效替代法。一是用薄的玻璃板代替平面镜;二是将另一只未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛像的位置,使之完全重合,来确定像的位置和大小,即用未点燃的蜡烛等效替代点燃蜡烛所成的像以便于测量和研究。
【典例1】在“探究平面镜成像特点”的活动中,实验室提供了如下器材:
①厚为2mm的茶色玻璃;②厚为5mm的透明玻璃;③直尺;④光屏;⑤两支相同的蜡烛;⑥火柴。
(1)探究活动中应选用的玻璃板是_____(填序号);
(2)如图所示,点燃A蜡烛,在玻璃板的另一侧慢慢移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像_____为止,证明像与物的大小相同。在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛_____(填“A”或“B”)这一侧观察;
(3)为了探究平面镜成像的虚实,先移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,发现在光屏上_____(“能”或“不能”)接收到像,证明平面镜所成的像是_____像。
知识点二、平面镜成虚像
1.平面镜成虚像
在探究平面镜成像特点的实验中,在平面镜前放一支点燃的蜡烛,在镜子中会出现一个正立蜡烛的像,但将光屏放在平面