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 教学 目标 科学观念:理解平面镜成像特点、成像原理和画法。 科学思维:树立利用实验研究问题的意识，理解平面镜成像的原理 探索实践:通过实验探究，培养学生分析、归纳和总结问题的能力，概括出平面镜成像规律。 态度责任:鼓励学生动手做实验，对实验数据负责。 教学 重难点 重点： 掌握平面镜成像的等大、等距、对称及虚像特性。 通过实验探究验证成像规律，并能解释生活现象。 难点： 理解虚像的形成原理及与实像的区别。 实验操作中误差控制与规律的灵活应用。 学情 分析 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 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 设计意图 新 课 导 入 湖面为什么能形成倒影？倒影与实际物体有什么关系？” “倒影是‘真实存在’的吗？为什么光屏无法接住它？” 通过鱼缸看鱼的实例，引导学生思考光的传播特性，激发学习兴趣 新 知 讲 授 一、平面镜 我们平时使用的镜子的表面是平的，叫作平面镜。利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的“人”,镜子里的那个“人”就是你的像。 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：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。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。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。用笔在纸上记下这两支蜡烛位置。实验中，观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同? 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1.4-2中。 表1.4-2记录表 蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离 第1次 第2次 【实验数据】 次数 蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 ① 10 10 等大 ② 15 15 等大 ③ 20 20 等大 ④ 25 25 等大 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? （1）分析表中数据可以得出，蜡烛的像到镜面的距离和蜡烛到镜面的距离是相等的。 （2）由实验观察和测量可得：①蜡烛的像与蜡烛的大小是相等的；②蜡烛的像和蜡烛的连线与镜面垂直。 【实验结论】 平面镜成像规律：①平面镜所成像的大小与物体的大小相等；②像和物体到平面镜的距离相等；③像和物体的连线与镜面垂直。 注 意 (1)实验应选用较薄的玻璃板。因为玻璃板的前、后两表 面可以各成一个像，当玻璃板较厚时，两个像有较大错位，难以确 定像的位置 。 (2)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的像将不能完全重合。 （3）实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的：便于确定像的位置（因为玻璃板反射光的同时透光，能观察到像的位置，若用不透光的平面镜做实验，则无法透过平面镜看到像的位置）。 （4）光学实验应在室内光线较暗的环境下进行，现象更明显。 （5）实验时拿一支外形相同但未点燃的蜡烛放在玻璃板后面的目的是比较像与物的大小关系。（该方法属于等效替代法） （6）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。 平面镜成像的原理 成像原理：光的反射 解读：在平面镜前面点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这是因为蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，使我们产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡 烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，这样的像称为虚像。 平面镜成像的特点 如图1.4-9,AB表示平面镜前面的物体，请根据平面镜成像的对称性，作出AB在平面镜中的像A'B′。 画图步骤：①作垂线；②取等距；③画虚像。 先过物点做平面镜的垂线，然后根据物和像到平面镜的距离相等，找到像点，并用虚线表示虚像。同时，要注意辅助线也要用虚线表示。也可以利用物和像的对称性确定平面镜的位置（作像、物连线的中垂线即可）。 光学作图：确定像点 平面镜的使用历史悠久，古人用磨光的铜面作为镜子。现代生活中我们也离不开平面镜。 二、凸面镜和凹面镜 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。 设计实验步骤，引导学生自主发现光的反射定律，培养实验探究能力 通过光路可逆性等实验，深化对反射定律的理解，培养科学思维 课 堂 练 习 【典例1】 有一个“魔术表演”如图所示：玻璃板前后分别竖立着蜡烛甲、放在烧杯中的蜡烛乙，仅点燃蜡烛甲，向烧杯中注水，透过玻璃板可以看到“浇不灭的蜡烛”。为确保魔术取得成功，下列做法正确的是（　　） A．需将玻璃板涂成黑色 B．甲、乙两支蜡烛的大小必须相等 C．可以在玻璃板后面直接观察烧杯中的“蜡烛” D．在光线充足的环境下进行该“魔术表演” 解：A．黑色不能反射光线，所以将玻璃板涂成黑色，魔术不能成功， B．平面镜成的像与物体大小相等，因此甲、乙两支蜡烛必须大小相等，魔术才能成功，故B正确； C．平面镜成的是虚像，不是实像。所以不能在玻璃板后面直接观察烧杯中的“蜡烛”，故C错误； D．平面镜成像时，物体和环境的对比度越大，成像越清晰，所以本实验在较暗的环境下进行更好，故D错误。故选：B 【典例2】早晨，小明同学在上学之前，总要对着镜子检查一下自己的着装。如何才能把自己看得更清晰呢？小明应把平面镜放在（　　） A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置 解：平面镜成像是由于光的反射形成的，人的像是由人射向镜面的光经镜面反射而形成的。所以要能较清楚地看清自己的面容，自己应面对窗口，镜子的反射面应朝本人，应把平面镜放在A位置，故A正确。 故选：A。 【典例3】汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方，减少司机低头次数，提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时，司机通过挡风玻璃看到的“像”是（　　） A． B． C． D． 解：水平显示面相当于平面镜，根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，在水平显示器屏上应是，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【典例4】如图所示，某房间水平地面上有一点光源S，距离点光源L的地面上，放有一边长为L且不透光的立方体物块，并且正好挡住了房间内某同学的视线。该同学只好通过安装在天花板上的平面镜来观察光源的像，则平面镜离地面的高度不得低于 【解答】 课 堂 小 结 平面镜成像五大特点 像物大小相等 物体在平面镜中所成的像与物体本身的大小完全一致。 距离相等 物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相等，像与物关于镜面对称。 线面垂直 物体与像的连线与平面镜的镜面垂直，进一步体现对称性。 左右相反 像与物在水平方向上呈现镜像关系（左右颠倒）。 像为虚像 平面镜成像为虚像，无法用光屏承接，只能通过眼睛观察。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $