4.3 平面镜成像 （教学设计）- 2025-2026学年 人教版八年级上册物理

4.3 平面镜成像（教学设计） 课题 4.3 平面镜成像 学情 分析 八年级学生已对光的直线传播等基础知识有了一定了解，也具备初步的观察和动手操作能力，但在抽象思维和逻辑推理方面仍需加强。对于平面镜成像，学生在生活中有一定体验，像照镜子、观察水面倒影等，这使他们对成像现象并不陌生，容易产生探究兴趣，不过这种认识多停留在感性层面，缺乏对成像规律的理性认知，比如难以自主发现像与物的大小、距离关系等。 在知识储备上，学生可能对光的反射原理理解不够深入，这会影响他们对平面镜成像原理的掌握。而且，之前的学习中，学生较少接触通过实验探究得出物理规律的过程，在实验设计、数据收集与分析等方面能力有限，像在探究平面镜成像规律实验中，可能会出现对实验步骤理解不清晰、操作不规范的情况，如玻璃板未竖直放置导致像与物无法重合，或在测量距离时出现误差等。 此外，虚像的概念较为抽象，学生理解起来可能存在困难，难以将 “由实际光线的反向延长线汇聚而成” 这一本质与生活中的成像现象联系起来。同时，学生在应用知识解释现象时，可能会出现逻辑混乱的问题，比如在分析抬头显示系统工作原理时，不能准确将平面镜成像规律与实际应用结合。 教学 目标 科学观念：了解平面镜成像的特点；了解虚像的含义；正确绘制虚像；知道平面镜成像的原理是光的反射。 科学思维：理解平面镜成像的原理是光的反射；应用规律解释现象；通过探究平面镜成像规律，初步形成观察能力和动手操作能力。 态度责任：通过交流活动形成相互评估和听取反馈意见的科学观念；体验科学的美妙与和谐，保持持久的学习兴趣投入后续学习。 教学 重难点 重点：平面镜成像规律 难点：平面镜成像作图 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 抬头显示系统（HUD）近年来逐步成为汽车行业的标准配置。这项技术能将行车数据投射到前挡风玻璃上，驾驶者在不低头的情况下可以获取重要信息，如车速、导航指示等。 抬头显示系统的工作原理是什么？它是如何实现信息投影的呢？ 分享对HUD 工作原理的初步理解，提出 “平面镜成像是否参与其中” 等问题，激发探究兴趣。 新 知 讲 授 一、平面镜 1、平面镜：我们平时使用的镜子的表面是平的，叫作平面镜。 【特别提醒】玻璃板、平静的水面、抛光的金属表面等都相当于平面镜。 探究实践：平面镜成像规律 对着平面镜观察自己的时候，我们在平面镜里所成的像的大小、位置跟我们自己的大小、所处的位置有什么关系？让我们用一块玻璃板作为平面镜来探究平面镜的成像规律。 1. 实验设计和进行实验 （1）在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。 （2）选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃后放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。 （3）再拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。 （4）用笔在纸上记下这两支蜡烛位置。实验中，你观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同？相同。 （5）移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。 2. 实验数据记录：将实验数据记录在表中。 3. 分析与论证：蜡烛所成像的位置和蜡烛的位置有什么关系？它们的大小有什么关系？ 平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。 4. 交流讨论 （1）本实验要在较暗的环境中进行，为什么？ 因为在较暗环境下蜡烛的像更清晰，便于观察。 （2） 为什么用半透明的玻璃板代替平面镜？便于确定像的位置。 （3）用两支等大的蜡烛的目的是什么？便于比较像与物的大小关系（运用了等效替代法） 如果有2毫米和4毫米厚的玻璃板，应选择2毫米的。为什么？ 因为厚玻璃板会形成明显的两个像。 （5）移去蜡烛B，并在其位置上放上光屏（白纸），光屏上不能（填“能”或“不能”）承接到蜡烛的像，为什么？因为平面镜成的像是虚像。 2、平面镜成像规律 （1）像的大小与物体的大小相等。 （2）像与物体到平面镜的距离相等。 （3）像与物体的连线和镜面垂直。 3、平面镜成像作图 （1）对称法 （3） 成像原理法 问题：从S点发出的光线经镜面反射恰好经过P点，请作出入射光线和反射光线。 科学拓展：凸面镜和凹面镜 除了平面镜外，人们也常用到凸面镜和凹面镜，它们统称为球面镜。汽车的后视镜、公路急转弯处的反光镜都是凸面镜，利用凸面镜可以扩大视野。 汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，利用它可以将光几乎平行射出。由光路的可逆性，凹面镜可以会聚平行光。位于我国贵州省平塘县的“中国天眼”，是500m口径球面射电望远镜(FAST)，其反射面的大小相当于30个足球场，利用它的球冠形反射面会聚电磁波，开展深空探测，推进宇宙起源和演化的研究。 实验前猜想：结合照镜子的体验，猜想 “像与物的大小是否相同”“像的位置如何确定”，并记录猜想依据。 设计与操作实验 分组实验：以 4 人小组为单位，按步骤完成实验： 竖立玻璃板并标记位置，放置点燃的蜡烛 A，观察像的位置； 用未点燃的蜡烛 B 在玻璃板后移动，直至与 A 的像完全重合，标记蜡烛位置； 改变蜡烛 A 的位置，重复实验并测量物与像到玻璃板的距离。 数据记录：将 3 次实验的物距、像距填入表格，标注 “像与物是否等大”“连线是否垂直镜面” 等现象。 交流讨论 小组汇报实验结论，对比不同小组数据，分析 “为何厚玻璃板会出现重影”“较暗环境对成像的影响” 等问题，总结实验误差原因。 作图实践 对称法练习：在课本或练习纸上画出物体 AB 在平面镜 MN 中的像，标注对称点； 原理法挑战：完成 “从 S 点发光经镜面反射过 P 点” 的光路图，理解虚像的形成原理（实际光线反向延长线汇聚）。 课 堂 小 结 1、平面镜的定义与实例：表面平整的镜子称为平面镜，例如玻璃板、平静水面、抛光金属表面等。 2、平面镜成像规律 （1）像的性质：成正立、等大的虚像（由实际光线反向延长线汇聚形成，无法用光屏承接）。 （2）位置关系：像与物体到平面镜的距离相等；像与物体的连线垂直于镜面，二者关于镜面对称。 3、实验探究要点 （1）实验设计：用玻璃板代替平面镜，目的是便于确定像的位置；选用两支等大的蜡烛，通过等效替代法比较像与物体的大小。 （2）关键操作：实验需在较暗环境中进行，以确保像更清晰；应选用薄玻璃板，避免因厚玻璃板形成重影。 4、成像作图方法 （1）对称法：通过作物体关于镜面的对称点来确定像的位置。 （2）原理法：依据光的反射定律，作出发光点经镜面反射后的光线路径。 5、球面镜的应用 （1）凸面镜：具有发散光线的作用，常用于汽车后视镜、公路反光镜，能够扩大视野。 （2）凹面镜：具有会聚光线的作用，可用于汽车前灯反光装置、“中国天眼”（FAST），能汇聚电磁波或光束。 板 书 设 计 1 学科网（北京）股份有限公司 $$