内容正文:
3. 科学探究:平面镜成像
素养目标
1. 了解平面镜成像的特点;了解平面镜成虚像和改变光路的作用;理解日常生活中平面镜成像的现象。(物理观念)
2. 通过平面镜成像的特点的实验探究过程,培养学生描述现象,归纳规律的能力。(科学探究)
3. 体验用等效替代的方法确定像的位置的研究方法。(科学思维)
4. 在探究平面镜成像特点中领略物理现象的美妙与和谐,初步认识科学技术对人类生活的影响。(科学态度与责任)
1. 平面镜成像的特点:
(1)物体在平面镜里成的是 虚 像;
(2)像的大小与物体的大小 相等 ;
(3)像与物的连线与镜面 垂直 ;
(4)像到镜面的距离与物体到镜面的距离 相等 。
2. 实像 能 用光屏接收, 能 用眼睛直接观察;虚像 不能 用光屏接收, 能 用眼睛直接观察。(均选填“能”或“不能”)
3. 平面镜成像的原理:
如图所示,从光源上点S处射来的光经平面镜 反射 后进入了眼睛,引起了视觉,但眼睛根据光沿 直线 传播的经验感到光好像是从点S′处发出的,这时我们就看到了物体在平面镜中的像点S′。
【填一填】
1. 许多学校在一进楼门的位置都竖立着一块平面镜,同学们站在镜子前成 虚 (选填“实”或“虚”)像,当同学们走近镜子时,像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2. 一个同学站在平面镜前1 m处,则镜中的像与平面镜的距离为 1 m,镜中的像与他相距 2 m。
【选一选】
3. 照镜子时,平面镜中“人”的大小取决于( A )
A. 人本身的大小
B. 平面镜的大小
C. 人到平面镜的距离
D. 平面镜放置的高低
4. 一只鸟在平静的湖面上飞行,有时我们看到好像鸟在水中游动,有时看到鸟的阴影在水面上移动,则下列说法正确的是( B )
A. 前者是鸟的影,后者是鸟的像
B. 前者是鸟的像,后者是鸟的影
C. 前者是光的直线传播形成的,后者是光的反射形成的
D. 二者都是鸟的像,形成原理一样
5. 小猫在平静的池塘边欣赏自己在水中的像,下列图中正确的是( C )
平面镜成像的特点
“水淹蜡烛”
实验桌上竖直放一块平板玻璃,玻璃前放一只杯子,内有一点燃的蜡烛,玻璃后面也放一只杯子,其内没有放蜡烛。通过玻璃可以清晰地看到前后杯中都有一支“点燃”的蜡烛。往后面的杯中倒水,当水面漫过烛焰时,发现烛焰并没有熄灭。“为什么?”如果没有猜到:拿走后面的杯子,再观察,会发现在原位置仍能看到一只装有点燃蜡烛的杯子。这时会恍然大悟:原来是“像”!
借用上面器材添加上薄的茶色玻璃板(支架)、刻度尺、白纸(方格纸)、光屏等,可以完成平面镜成像探究实验。实验中是如何得到物体和像大小相等的?应用了什么实验方法?
答案:用两支大小相同的蜡烛,一支蜡烛在玻璃板前点燃,另一支未点燃的蜡烛放在玻璃板后面,移动未点燃蜡烛到和像重合,若能够完全重合,则说明未点燃的蜡烛和像大小相等,又因为未点燃的蜡烛和点燃的蜡烛完全相同,因此可以得到点燃的蜡烛和其像大小相等;本实验应用了等效替代法。
两支大小完全相同的蜡烛,作用是什么?
答案:便于确定物体和像的位置和大小关系。
实验中,是如何确定像的位置的?
答案:透过玻璃板移动未点燃的蜡烛,使其与像完全重合,在白纸上标注蜡烛的位置,则该位置就代表像的位置。
实验中,用透明玻璃板(茶色玻璃)而不用平面镜的好处是什么?应用了什么实验方法?
答案:玻璃板既可以成像,也可以透过玻璃板看到后面的物体,便于确定像的位置;实验中应用了等效替代法。
实验中为什么用茶色玻璃,而不用无色透明玻璃?
答案:茶色玻璃的反光能力较好,同时也能透光,因此反射的光线进入人眼就多,因此看见的像就更清晰。
为什么要用薄玻璃板,而不用厚玻璃板?
答案:厚玻璃板可能会在玻璃板中形成两个不重合的前面蜡烛的像。
白纸的作用是什么?刻度尺的作用是什么?
答案:便于标注平面镜、像和物体的位置。测量蜡烛及像到玻璃板的距离,即像距和物距。实验中可用方格纸代替,直接读出距离。
实验中,要求玻璃板竖直放置,若不竖直,会怎么样?
答案:未点燃的蜡烛不能与像完全重合。
如何证明平面镜成的像是虚像还是实像?虚像和实像有什么区别?
答案:在玻璃板后面像的位置放置一个光屏,观察光屏上是否有点燃蜡烛的像,若没有,则说明平面镜成虚像。实像是实际光线会聚形成,能用光屏承接;虚像是实际光线的反向延长线相交而成,不能用光屏承接。
实验中,蜡烛的像与蜡烛是重合的,即物像等大的,但是当人远离玻璃板时,会看到像变小了,当走近平面镜时,会看到像变大,像真的变大了吗?
答案:像的大小始终与物体等大,因此像的大小不变,若是觉得像变大了,那么这是视角变大的原因。
实验中为什么要改变点燃蜡烛的位置,进行至少3次以上的实验呢?
答案:让实验结论更具有普遍性。
在生活中平面镜的应用有