4.2 平面镜成像（教学课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（沪科版·五四学制·2024）

第四章 光现象 八年级上册 •沪教版 五四•学制 阳光照向地球，送来光明和温暖。光可以传递能量和信息。本章我们将学习常见的光现象及其基本规律。 通过本章内容的学习，你将了解光的反射现象、折射现象；经历光的反射定律、平面镜成像特点和凸透镜成像规律的探究过程，感受观察、比较、归纳、推理等科学方法，增强合作交流的意识。了解我国古代对光现象研究的成就，激发民族自豪感。 导入新课 第2节 平面镜成像 如图所示，国家大剧院的中心建筑是人工湖环绕的半椭球体。建筑实体在水中形成倒影。 为什么水中倒影与水面上的实体完全对称，宛如悬浮于空中的飞艇？ 平面镜成像特点 01 平面镜成虚像 02 平面镜的应用 03 课堂总结 04 第2节 平面镜成像 提升练习 05 平面镜成像特点 01 第2节 平面镜成像 一、平面镜成像特点 （1）镜面：生活中有各种各样的镜面。例如，哈哈镜、不锈钢勺表面、透明玻璃板、抛光大理石地面等都可视为镜面。 有些镜面的反射面是曲面，如金属勺和哈哈镜；有些镜面的反射面是平面，如玻璃板、大理石地面、平静的水面和穿衣镜的表面。 （2）平面镜：反射面是平面的镜面称为平面镜。 图中玻璃板内的“猫”、大理石地面下的“玻璃球”都是物体通过平面镜所成的像。 1. 平面镜 一、平面镜成像特点 （1）平面镜成虚像 照镜子时，我们常会远离镜子看看整体形象，靠近镜子看看细节。此时镜中像的位置、像的大小似乎也在随着人的移动发生变化。 ①如图所示，将一盏点亮的蜡烛灯置于竖直放置的镜子前，能看到蜡烛灯的像。若将手伸到镜后摸一下，不仅摸不到像，也无法在镜中看到手。 乘坐地铁时，看到玻璃窗外广告牌的同时也能看到自己的像。我们可以用玻璃板作为平面镜来研究平面镜成像的特点。 2. 探究平面镜成像特点 平面镜成像 一、平面镜成像特点 ②如图所示，将玻璃板竖直立于水平桌面上，在玻璃板前放一盏点亮的蜡烛灯，看到蜡烛灯的像在玻璃板的后面。将光屏放置在玻璃板后，直接观察光屏，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上看到蜡烛灯的像。 （2）虚像 平面镜所成的这种能被人眼观察到，但不能呈现在光屏上的像是虚像。 玻璃板成像 一、平面镜成像特点 （2）探究平面镜成像的特点 【提出问题】 在直立的玻璃板前放一盏点亮的蜡烛灯A，像在玻璃板后。当蜡烛灯A靠近或远离玻璃板时，玻璃板中的像如何变化？描述你观察到的现象，猜想像和物的位置和大小么间存在什么关系？ 【搜集证据】 （1）实验器材：薄玻璃板、白纸、蜡烛灯（如图所示，其中A、B蜡烛灯完全相同）、 刻度尺。 蜡烛灯 一、平面镜成像特点 （2）实验方案 ① 如图所示，在水平桌面上铺一张白纸，将薄玻璃板竖直置于白纸上，记下玻璃板的位置OO'。 ② 在玻璃板前放一盏点亮的蜡烛灯A，透过玻璃板观察蜡烛灯A的像。 ③ 在玻璃板后分别放置未点亮的另外三盏蜡烛灯B、C、D， 移动玻璃板后的蜡烛灯寻找蜡烛灯A所成像的位置。从玻璃板前面不同位置看去，当玻璃板后的蜡烛灯与A的像重合，好像也被点亮时，玻璃板后蜡烛灯的高度即像的高度，玻璃板后蜡烛灯的位置即像的位置。 探究平面镜成像特点 一、平面镜成像特点 ④ 在白纸上用圆点记录蜡烛灯A和像的位置。 ⑤ 比较像与蜡烛灯A的高度。 ⑥ 改变蜡烛灯A的位置，重复实验。 （3）实验记录 用直线把每次实验中蜡烛钉A和像在纸上的标记连起来，观察这些连线与 OO'之间的关系 ，分别用刻度尺量出蜡烛灯A和像到OO'的距离。 将蜡烛灯A到平面镜的距离、像到平面镜的距离填入表中。 数据记录表 一、平面镜成像特点 【作出解释】 （1）分析：比较像与物的大小、像与物到平面镜的距离，像与物连线与镜面的关系，像的大小与位置的关系。 （2）结论：由上述实验可得：像与蜡烛灯A的大小相等；像到平面镜的距离等于蜡烛灯A到平面镜的距离；像和蜡烛灯A的连线垂直于于镜面；像与蜡烛灯A关于镜面对称。 【交流反思】 判断同样大小的物体在镜子里成的像是否“近大远小”，简述理由。 同样大小的物体在镜子里成的像不是“近大远小”。‌ 镜子中的像与物体的大小是相等的，即像与物体的大小一样。我们看到的像的大小变化，实际上是由于观察者与像之间的距离变化所导致的主观感觉，而不是像的客观大小发生了变化。 3. 平面镜成像的特点 平面镜所成的像是虚像；像和物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等。 一、平面镜成像特点 视频演示——《平面镜成像的特点》 一、平面镜成像特点 【例题1】利用如图示的装置，探究平面镜成像的特点，下列说法错误的是（　　） A．用玻璃板代替平面镜、成像更清晰 B．使用相同的蜡烛A、B，目的是比较像与物的大小 C．将蜡烛A远离玻璃板，它所成的像的大小不变 D．将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像 A．用透明的玻璃板代替平面镜，在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像，同时还能看到蜡烛B，便于确定像的位置；但由于光的折射，会减少进眼睛的反射光，看到的像清晰度会比用平面镜时差。故A错误，符合题意； B．选择大小相同的蜡烛A、B，是为了比较像与物的大小关系，故B正确，不符题意； A 一、平面镜成像特点 C．平面镜成的像和物体大小相等，因此若蜡烛A远离玻璃板，则蜡烛A的像大小不变，故C正确，不符合题意； D．物体在平面镜中成虚像，将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像，故D正确，不符题意。 故选A。 【例题2】在探究平面镜成像特点的实验中： （1）如图甲所示的3支蜡烛，应该选择________（填序号）两支蜡烛开展实验； （2）将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支________（选填“点燃”或“不点燃”）放在玻璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，如图乙所示，说明平面镜所成的像与物体大小________，并记录两支蜡烛的位置； （3）为了得到普遍规律，接下来 的操作是________________，进而 探究像与物体到平面镜的距离关系. 改变蜡烛位置多次实验 ①② 不点燃 相等 一、平面镜成像特点 （1）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，实验时需要两只完全相同的蜡烛，故选①②两支蜡烛。 （2）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支不点燃放在玻璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，多方位观察，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，如图乙所示，说明平面镜所成的像与物体大小相等，并记录两支蜡烛的位置。 （3）为了得到普遍规律，接下来的操作是要保持玻璃板位置不变，改变蜡烛的位置，多次实验，得到的实验结论具有普遍性，避免偶然性。进而探究像与物体到平面镜的距离关。 一、平面镜成像特点 平面镜成虚像 02 第2节 平面镜成像 二、平面镜成虚像 在实验中，我们发现平面镜后的蜡烛灯虽然没有点亮，但是在平面镜中却能看到一盏点亮的蜡烛灯，这是因为它与镜前已点亮的蜡烛灯的像重合了。这个像有什么特点？ （1）人的视觉经验 我们看到物体是因为物体发出的光射入眼睛。人的眼睛是根据光线直进的经验来判断物体位置的。 1. 平面镜成虚像 s 二、平面镜成虚像 （2）平面镜成虚像原理 如图所示，平面镜前蜡烛灯上的点S向四处发光，其中部分光经平面镜反射后进入我们的眼睛，引起视觉感受，我们的眼睛主观上会感觉这些反射光线好像是从反射光线的反向延长线的交点S' 发出的，似乎点S' 也在镜后向四处发光。点S' 是点S在平面镜中所成的像。由于光并非真的从S ' 点处发出，所以平面镜所成的像是虚像。 平面镜成虚像 临水而建的国家大剧院在水中的倒影为虚像，虚像与水面上实体关于水面对称，宛如一个完整的椭球体。 （1）实像与虚像的概念 物理学中把能呈现在光屏上的像称为实像； 不能在光屏上呈现、只能用眼睛直接看到的像称为虚像。 2. 实像与虚像 二、平面镜成虚像 （2）实像与虚像的区别 实 像 虚 像 形成 显示 实例 由实际光线会聚而成的 由实际光线的反向 延长线会聚而成 能用光屏承接 人眼可以直接看到 不能用光屏承接，人眼 通过光学器件才能看到 小孔成像 平面镜成像 二、平面镜成虚像 二、平面镜成虚像 【例题3】如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。对于此实验，下列说法中正确的是（　　） A．将蜡烛A远离玻璃板，像会变小 B．决定平面镜成像大小的因素是镜子的大小 C．平面镜所成的像是实像，能用光屏接收到 D．平面镜所成的像是虚像，不能用光屏接收到，但能用眼睛直接观察 D 二、平面镜成虚像 A．平面镜成的像，像和物体大小相等，将蜡烛A远离玻璃板，像的大小不变，故A错误； B．决定平面镜成像大小的因素是物体的大小，与镜子的大小无关，故B错误； CD．平面镜所成的像是是由反射光线的反向延长线会聚而成的，是虚像，不能用光屏接收到，但能用眼睛直接观察，眼睛逆着平面镜反射的光线看过去，就看到了虚像，故C错误，D正确。 故选D。 平面镜的应用 03 第2节 平面镜成像 三、平面镜的应用 平面镜成像的特点不仅可用来解释自然现象，还在生产生活中有不少的应用。 1. 平面镜成像 “以铜为镜，可以正衣冠”，从古至今，平面镜都是人们生活的常用品。古人利用铜的光滑表面制作各式各样的铜镜，为我们留下了珍贵的铜镜文物。铜镜一般由含锡量较高的青铜铸造，正面磨砺光亮作为镜面，其成像原理与当今背面镀银或铝的玻璃平面镜成像原理一样。 三、平面镜的应用 如图所示，电梯间用平面镜装饰，使乘客感觉空间更宽敞；舞蹈演员通过平面镜观察和修正自己的动作；牙科医生利用小镜子来看清口腔内的情况等。 三、平面镜的应用 （1）潜望镜 潜望镜是指从海面下伸出海面，用以窥探海面上活动的装置。其构造与普通地上望远镜相同，但另加两个平面镜使 物光经两次反射而折向眼中。 潜望镜常用于潜水艇、坦克内用以观察敌情。 2. 利用平面镜改变光的传播路径 三、平面镜的应用 （2）塔式太阳能电站 塔式太阳能电站，它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。 在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，膨胀做工，带动发电机，最后输出电能。 三、平面镜的应用 除了平面镜，生活中常见的镜面还有凸面镜和凹面镜。金属勺子的上表面相当于凹面镜，下表面则相当于凸面镜。 3. 凸面镜的特点及应用 （1）凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，对光线有发散的作用。 三、平面镜的应用 （2）凸面镜的应用 汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用。 三、平面镜的应用 4. 凹面镜的特点及应用 （1）凹面镜的表面是凹进去的，对光有会聚作用。 平行光射到凹面镜后，会聚于一点（叫焦点） 利用光的可逆性可将焦点发出的光变为平行光 三、平面镜的应用 （2）凹面镜的应用 汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶等。 奥运圣火采集火种用的凹面镜 汽车前灯的反光装置 太阳灶 三、平面镜的应用 【例题4】下列实例中不属于平面镜应用的是（ ） A．演员利用平面镜观察和矫正舞姿 B．超市里利用平面镜扩大视觉空间 C．夜间行车时，车内的景物通过挡风玻璃成像 D．潜水艇上用潜望镜观察水面上的情况 C A．舞蹈演员用镜子矫正自己的舞姿，属于平面镜的应用； B．超市里利用平面镜扩大视觉空间，属于平面镜的应用； C．小轿车的前挡风玻璃倾斜安装，是为了夜间行车时，将车内的景物在挡风玻璃所成的像与外面的景物区别开，属于防止平面镜成像带来的危害； D．潜望镜是通过两块平面镜成像观察海面上的情况，属于平面镜的应用。 故选C。 三、平面镜的应用 【例题5】如图甲所示，医生给病人检查口腔时，借助镜子可以观察到牙齿的背面，说明平面镜可以改变光的_________ 。医生为了看得更清楚应将灯光照亮________（选填“平面镜”或“牙齿）。请你在图乙中画出人眼看到平面镜中“牙齿”的光路图，保留作图痕迹。 牙齿 借助镜子可观察到牙齿背面，说明光的传播方向发生了变化，可知平面镜可以改变光的传播方向。 平面镜成像的原理是光的反射，牙齿背面的像和牙齿背面关于镜面对称，则医生为了看的得更清楚应将灯光照亮牙齿。 传播方向 先作出牙齿A关于平面镜的对称点A'，即像的位置，连接像A'和眼睛B与平面镜交于O点，即为入射点，连接AO为入射光线，OB为反射光线，如图所示。 三、平面镜的应用 【例题6】2022年第24届冬奥会在北京召开。如甲图所示是奥运会圣火采集装置，它是利用______（选填“凹”“凸”或“平”）面镜对光具有______作用制成的；乙图所示，在道路的急拐弯处都装上了______（选填“凹”“凸”或“平”）面镜，以减少事故的发生。 　会聚　 　凹　 奥运会圣火采集装置为凹面镜，它是利用凹面镜对光具有会聚作用制成的；太阳光照射到凹面镜后会聚于一点，此点温度较高能点燃火炬。 　凸　 在道路的急拐弯处都装上了凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，以减少事故的发生。 课 堂 总 结 04 第2节 平面镜成像 课堂总结（1） 平面镜成像 特点 ①平面镜所成的像是虚像； ②像和物体的大小相等； ③像和物体到平面镜的距离相等。 ①平面镜成虚像； ②虚像：能被人眼观察到，但不能呈现在光屏上的像。 ①成像； ②改变光路；③扩大视觉空间。 ①凸面镜：对光有发散作用，可扩大视野。如观后镜。 ②凹面镜：对光有会聚作用；太阳灶就是凹面镜。 虚像 应用 球面镜 37 课堂总结（2） 38 提 升 训 练 05 第2节 平面镜成像 提升训练 1. 一只小鸟在离湖面5m的上空飞行，若湖深为3m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是　　m，它在湖里所成的像是　　像(填“虚”或“实”)。  水面相当于平面镜，当小鸟距水面5m时，根据平面镜成像特点，它的像与湖面的距离是5m，所成的像与它的距离是10m，与水的深度无关。 根据平面镜成像特点可知所成的像是虚像。 虚 10 提升训练 2．某人站在平面镜前。当他走近平面镜时，请选出下列说法中正确的选项并说明理由。 A. 他的像变大，像与人之间的距离变小 B. 他的像变大，像与人之间的距离变大 C. 他的像大小不变，像与人之间的距离变大 D. 他的像大小不变，像与人之间的距离变小 平面镜成正立、等大的虚像，且像、物关于平面镜对称。 故D选项正确。 D 提升训练 3．在做“探究平面镜成像的特点”实验时： （1）用玻璃板代替平面镜的目的是___________； （2）在玻璃板前放一支点燃的蜡烛，在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛，对这两支蜡烛的要求是 __________； （3）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应在玻璃板放有________（选填“点燃”或“未点燃”）蜡烛的一侧观察. （1）玻璃板不但反射光成像，还能透光看到玻璃板后面的蜡烛，用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于透过玻璃板确定像的位置。 （2）因为物体与像的大小相等，因此两只蜡烛必须完全相同，否则无法比较物体与像的大小关系。 （3）寻找像的位置时，要同时观察点燃蜡烛的像和另一支未点燃的蜡烛，所以眼睛应在玻璃板前放有点燃蜡烛的一侧透过玻璃板观察。 完全相同 见解析 点燃 提升训练 4．请在图中画出直杆AB在平面镜 M 中所成的像。 根据平面镜成的像和物体关于镜面对称，做出端点A、B关于镜面的对称点 A'、B'，连接 A'、B'，即为AB的像，如图所示。 A' B' 提升训练 5. 一只小猫正在平面镜前照镜子，请指出这只猫的像是哪幅图，并从物理学角度解释为什么选这幅图。 这只猫的像是C图. 根据平面镜成像的特点——像与物关于平面镜对称，找出小猫的全身像关于平面镜的对称图形是C。故C图正确。 提升训练 6. 在探究平面镜成像特点的实验中： （1）如图甲所示的3支蜡烛，应该选择________（填序号）两支蜡烛开展实验； （2）将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支________（选填“点燃”或“不点燃”）放在玻璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，如图乙所示，说明平面镜所成的像与物体大小________，并记录两支蜡烛的位置； （3）为了得到普遍规律，接下来 的操作是_____________________，进而 探究像与物体到平面镜的距离关系. 改变蜡烛位置多次实验 ①② 不点燃 相等 提升训练 （1）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，实验时需要两只完全相同的蜡烛，故选①②两支蜡烛。 （2）为了探究平面镜所成的像与物的大小关系，将选好的一支蜡烛点燃放在玻璃板前，另一支不点燃放在玻璃板后，移动玻璃板后的蜡烛至某一位置时，多方位观察，发现它与点燃的蜡烛的像完全重合，如图乙所示，说明平面镜所成的像与物体大小相等，并记录两支蜡烛的位置。 （3）为了得到普遍规律，接下来的操作是要保持玻璃板位置不变，改变蜡烛的位置，多次实验，得到的实验结论具有普遍性，避免偶然性。进而探究像与物体到平面镜的距离关。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$