3 平面镜成像（表格式教学设计）物理教科版2024八年级上册

3 平面镜成像（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 3 平面镜成像 教学 目标 物理观念 1.知道光来自光源。 1.了解光的反射现象，知道人能看见不发光的物体的原因。 2.理解光的反射定律。知道法线、入射角和反射角的含义。认识反射现象中光路的可逆性。 3.知道镜面反射和漫反射 科学思维 通过应用光的反射定律作图，体会虚像的形成原因。 科学探究 通过经历“平面镜成像特点”的探究过程，学会运用“等效替代法”，进一步学习实验探究的基本思路和方法。 科学态度 与责任 1.在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题的过程，“发现”成功的喜悦。 2.通过实验，培养实事求是的科学态度。 3.通过对平面镜应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，感受科学技术对人类生活的影响。 教学 重难点 一、教学重点 1.知道平面镜成像特点，会用平面镜成像的特点解释实际现象。（重点） 2.会用平面镜成像法作图。（重点） 二、教学难点 1.知道平面镜成像特点，会用平面镜成像的特点解释实际现象。（难点） 2.知道平面镜成虚像的原理，初步知道虚像的概念。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 教师：播放图片 教师：镜中为什么会成像、湖面为何会有倒影？ 思考问题，进入情境。 学习新课 一、平面镜 一、平面镜 教师：请同学们说说看，还有哪些物体可以当作镜子?什么是物?什么是像? 学生：光滑平整的反射面都可以等效为平面镜，如平静的水面、玻璃等。当你照镜子的时候，可以在镜子里看到另外一个“你”，镜子里的那个“你”就是你的像。 例1如图所示，小明和小红看到掉在地上的课本，对其原因解释正确的是（　　）    A． 课本发出的光射入小红的眼睛 B．阳光在课本处镜面反射，进入小红眼睛 C．小明眼睛发出光，照射在课本上 D．阳光在课本处漫反射，进入小明眼睛 【答案】D 【详解】物理教材本身不会发光，故不是光源，不会发出光线，故A错误；小明的眼睛不是光源，不会发光，故C错误；教材的表面凹凸不平，光照在上面发生漫反射，反射光线是向着四面八方的，所以小明和小红从不同的位置都能看到它，故B错误，D正确。故选D。 学生对日常生活中的镜子很熟悉，但对广义的平面镜并不一定清 楚。 通过图片示例，将平面镜的概念进一步拓展，同时引导学生体会自然之美。 新课讲授 二、探究平面镜成像 玩一玩，找出一面平面镜，通过照镜子你有什么发现呢？例如： （1）我发现镜子里的像跟我的大小_______。 （2）靠近镜子，我发现像的大小_______。 （3）我猜想，平面镜的成像原理是_______。 合作探究：揭秘平面镜成像的秘密 （1） 明确思路，设计方案 教师引导：“要研究平面镜成像的特点，我们需要知道像在哪里、有多大。但如果直接用平面镜，我们只能看到像，却无法确定它的准确位置。怎么办呢？” 提示学生阅读教材实验思路部分，启发思考：“书中建议用玻璃板代替平面镜，这是为什么？” 组织小组讨论后总结：因为玻璃板既能反射光形成像，又能透光让我们看到背后的物体，便于用另一支蜡烛去“找”像的位置，这种方法叫做“等效替代法”。 接着介绍实验器材：玻璃板、两支相同蜡烛、白纸、刻度尺、铅笔等。强调两支蜡烛必须完全相同是为了比较像与物的大小关系。 指导学生在纸上画一条直线代表镜面位置，并固定玻璃板使其与线重合。 （2）动手操作，收集数据 学生四人一组开始实验： ① 将点燃的蜡烛A放在玻璃板前某一位置； ② 移动未点燃的蜡烛B在玻璃板后方，直到从各个角度看它都好像被点燃了一样，与A的像完全重合； ③ 标记A、B的位置及玻璃板所在直线； ④ 用刻度尺测量A、B到镜面的距离，填入表格； ⑤ 改变A的位置，重复三次实验； ⑥ 更换不同长度的蜡烛再次实验，观察像的大小变化。 次数 蜡烛到平面镜 的距离/cm 像到平面镜 的距离/cm 1 2 3 教师巡视指导，重点关注： - 是否正视玻璃板寻找重合点 - 测量距离是否垂直镜面 - 记录数据是否及时准确 提醒学生注意安全，防止烫伤。 （3）分析论证 ①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论： 平面镜所成像的大小与物体的大小相等。 ②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离。发现像和物体到平面镜的距离相等。 ③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面垂直。 ④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是虚像。 综合以上分析，归纳出实验结论： 平面镜成像的特点：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。 根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为： 平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面对称。 【播放视频】——《平面镜成像的特点》 【交流与评估】 ①在实验时，无论怎样在桌面上移动后面的蜡烛，都无法与前面蜡烛的像完全重合，可能的原因有哪些？ ②在实验的过程中，发现玻璃板后面出现了两个像，原因可能是什么？ ③为什么准备两支完全一样的蜡烛？ ④为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜？ 【师生共同归纳】 ①玻璃板与水平桌面没有垂直放置。 ②因为玻璃板有一定的厚度，有两个反射面都能成像。 ③准备两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，这是一种研究方法—等效替代法。 ④用平面镜不能确定像的位置，而用玻璃板既可以成像，又可以确定像的位置。 2. 根据平面镜成像特点作图（对称法） （1）作图方法：如图所示，过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点；在另一侧截取S′O=OS，S′即为S的像。 （2）利用平面镜作图的注意事项 ①作图时要用刻度尺、铅笔、圆规。 ②注意线段的虚实：入射、反射光线用实线；虚像、法线、像与物的连线以及辅助线都用虚线；实物和虚像都要标上箭头或字母。 【例题2】根据平面镜成像的特点，在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A´B´。 【答案】见右图。 【解析】根据平面镜成像特点，像和物关于平面镜对称，分别作物体AB的端点关于平面镜的对称点A´、B´，用虚线连接A´B´即为AB在平面镜中的像。 【例3】在“探究平面镜成像的特点”实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。 （1）选用玻璃板代替平面镜，主要目的是____________； （2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像与物的大小______； （3）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，发现光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成______像； （4）为了让右侧的同学也能够看清蜡烛的像，只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置_____（选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”）。 【答案】（1）便于确定像的位置；（2）相等；（3）虚；（4）不变。 【解析】（1）选用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板透明，不但可以成像，还能看到蜡烛B，便于确定像的位置。 （2）蜡烛B与蜡烛A大小相等，移动蜡烛B，能与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像和物大小相等。 （3）平面镜成的是虚像，是由于光的反射形成的，不能用光屏承接。 （4）平面镜所成的像和物关于平面镜对称。蜡烛不动，只将玻璃板向右平移，对称轴不变，则蜡烛的像位置不变。 通过照镜子这一小游戏，激发学生学习兴趣，引发学生思考，为本节课的重点内容平面镜成像的特点做好铺垫。 通过等效替代法解决“虚像定位”难题，体现科学方法教育；让学生亲历探究全过程，提升实验设计与操作能力；通过多组数据归纳规律，培养数据分析与归纳能力；小组合作促进交流协作，体现主体地位。 新课讲授 三、原理剖析：虚像的形成 （1） 实验验证：像能否被承接？ 教师提问：“刚才我们找到了像的位置，那这个像到底是不是真实存在的呢？能不能用光屏接住它？” 演示实验：将光屏放置在蜡烛B原来的位置（即像的位置），观察光屏上是否有像出现。结果：光屏上没有像。 讲解：“这种不能被光屏承接的像叫做虚像。而能被承接的叫实像。平面镜成的就是虚像。” 强调：虚像不是实际光线的会聚点，而是人眼逆着反射光线看去，觉得光线像是从后面发出的。 （2）光路解析：构建物理模型 利用多媒体动画逐步展示光源S发出两条光线经平面镜反射进入人眼的过程： ① 光线SA垂直入射，反射光线沿原路返回； ② 光线SB斜射入镜面，按反射定律改变方向进入眼睛； ③ 人脑根据“光沿直线传播”的经验，反向延长两条反射光线，交于一点S'； ④ S'就是S的像，但它并非真实光源，故为虚像。 教师边演示边讲解：“虽然我们看到的像是来自S'，但实际上没有光线真正从那里发出，所以叫虚像。” 请学生尝试在学案上画出点光源S的成像光路图，教师巡视指导，纠正错误。 （3）数学表达：像与物关于镜面对称 教师提问：“如果我们把镜面当作一条对称轴，物体和它的像之间有什么几何关系？” 引导学生回忆数学中的轴对称图形知识，得出结论：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。 举例说明：如果物体向右移动10cm，像也向右移动10cm；若物体高15cm，像也高15cm。 出示练习题：给出一个三角形物体和平面镜位置，请学生画出其在镜中的像，要求符合对称原则。 例4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 【答案】D. 【解析】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。 新课讲授 四、平面镜成像的应用 平面镜的应用比较广泛，教师引导学生对身边的事物观察，讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影。也可以作为课后的活动，让学生调查生活中平面镜的使用等问题，或搞一些小发明，小魔术如万花筒等。 1.平面镜成像不仅用于日常生活，也在其他方面应用甚广. ［师］同学们想一下哪些地方用到平面镜？ ［生甲］练功房里，演员用它来观察自己的姿势和动作（如图1）。 ［生乙］牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙（如图2）。 ［生丙］教学楼入口处供师生整理衣装的衣帽镜（如图3）。 2.改变光线的传播方向 (1)讲一段故事：公元前215~212年间，罗马人大举入侵希腊，派出一支船队，满载精兵，准备攻打阿基米德的家乡——叙拉古城，面临来势凶猛的强敌，阿基米德求见国王，献出破敌妙计，他动员全乡的妇女和守城的人在海岸边列队.每人各执一面平面镜，把太阳光集中向罗马战船反射，不一会，罗马战船上的士兵被照得头晕目眩，丧失战斗力被迫而退.阿基米德利用平面镜把光反射的原理，击退了敌人，拯救了他的家乡. (2)教师画一个潜望镜示意图，如图甲所示 如图甲那样在筒子的上下拐角处各安装一块平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平方向成45°，这样就做成最简单的潜望镜. 例5测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示，让被测者面对镜子背对视力表,可知节省的空间距离为（　　） A．5.4m B．4.6m C．3.1m D．2.3m 【答案】C 【详解】由图可知，节省的空间距离即视力表的像到平面镜的距离。人与镜的距离2.3m，视力表与镜距离即为 平面镜成的像与物到镜面距离相等，视力表的像离镜距离也为3.1m，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 例6下列各例中，属于防止平面镜成像的是（　　） A．家庭装修中，常利用平面镜来扩大视野空间 B．牙医借助平面镜看清牙齿的背面 C．夜间行驶时，车内的灯必须关闭 D．舞蹈演员通过平面镜矫正自己的姿势 【答案】C 【详解】A．家庭装修中，常利用平面镜来扩大视野空间，是利用平面镜成像，故A不符合题意； B．牙医利用平面镜看清牙齿的背面，属于利用平面镜成像特点，故B不符合题意； C．晚间打开驾驶室内的灯，车前窗就像镜子一样，司机只能观察驾驶室内部，路前方却不易看清，容易导致事故，所以车内的灯必须关闭，这是防止平面镜成像，故C符合题意； D．舞蹈演员利用平面镜观察和矫正自己的姿势是利用平面镜成像，故D不符合题意； 故选C。 通过实验直观揭示虚像的本质，破除常见误区；借助动态光路图将抽象过程可视化，帮助学生建立清晰的物理图像；融入数学对称思想，实现跨学科融合；通过绘图训练强化空间想象与表达能力。 课 堂 练 习 1．小明身高1.6m，站在0.8m高的平面镜前，他在镜中的像高是（　　） A．1.6m B．0.8m C．小于1.6m D．靠近时，大于1.6m，远离时，小于1.6m 【答案】A 【解析】平面镜所成的像是与物体等大的像，小明身高1.6m，所成的像高也是1.6m，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 2．当你走向挂在竖直墙面上的平面镜时，下列说法正确的是（    ） A．镜中的“你”是由于光的直线传播形成的 B．镜中的“你”是平面镜成的实像 C．当你靠近镜子时，镜中的“你”变大 D．镜中的“你”的大小跟镜子的大小无关 【答案】D 【解析】走向挂在竖直墙面上的平面镜时，平面镜中会出现自己的像，该像是由光的反射形成的虚像，由于像的大小始终与物体大小相同，所以像的大小保持不变，而且像的大小与镜子的大小无关，故D正确，ABC错误。故选D。 3. 将一个箭头形状的物体置于平面镜前，如图所示。下列各选项是根据平面镜成像特点作出的箭头物体的像，其中作图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】图中，像与物没有关于平面镜对称，故AB错误；图中，像与物关于平面镜对称，并且虚像用虚线表示，故C正确；图中，像与物关于平面镜对称，但是虚像没有用虚线表示，故D错误。故选C。 4．检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像，如图所示。被测者看到的是 （选填“实”或“虚”）像，视力表在镜中的像与被测者相距 m，如果被测者靠近镜子，镜中视力表的像将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）    【答案】虚 4.2 不变 【解析】由于平面镜所成的像是反射光线的反向延长线的交点所成的像，不是实际光线到达而成的，因此被测者看到的是平面镜成的虚像；视力表到平面镜的距离是2.3m，视力表的像到平面镜的距离是2.3m，该同学到平面镜的距离是l1=2.3m-0.4m=1.9m，镜中视力表的像到该同学的距离为l2=2.3m+1.9m =4.2m；如果被测者离镜子近一些，由平面镜成像特点可知，像与物大小相等，则镜中视力表的像的大小将不变。 5．小丽站在穿衣镜前照镜子，发现衣领上有一点儿污渍，便走近镜子，她在镜中像的高度将 ，由于室内光线较暗，为了看清衣领上的污渍，小丽应使用光源照向 。 【答案】不变 衣领 【解析】根据平面镜成像规律可知，像与物等大，所以小丽走近镜子，她在镜中像的高度将不变。平面镜成像的本质是光的反射，光射向平面镜会发生镜面反射，由于室内光线较暗，为了看清衣领上的污渍，小丽应将光源照向衣领。 6．如图所示，OB是平面镜前的一个物体。请根据平面镜成像特点画出OB在平面镜中成的像。    【答案】见解析     【解析】根据平面镜成像特点：等大、等距、垂直、对称、虚像。分别作O、B关于平面镜对称的点O'和B'，分别用虚线连接OO'和BB'，画好垂足符号，再用虚线连接OB'，B'端画上箭头，如图所示：      7.小新利用图甲的装置进行“探究平面镜成像特点”实验。选用主要器材：薄玻璃板、两个完全相同的蜡烛A和B、白纸、刻度尺和黑色纸板等。      （1）实验时用薄玻璃板替代平面镜的目的是 ； （2）实验中将玻璃板竖立在白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，可以看到它在玻璃板后的像。把未点燃的蜡烛B放在玻璃板后移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合，说明蜡烛A的像与蜡烛A ； （3）多次改变蜡烛A的位置，并移动蜡烛B确定像的位置，每次标记出蜡烛A和它像的位置（如图乙所示）。请根据小新完成的下列实验数据表格，在①、②处填写数据名称； 实验次数 ① ② 蜡烛的像与蜡烛的大小关系 1 6.5 6.5 ……………… 2 4 4 ……………… 3 5 5 ……………… （4）分析实验数据得出，蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离 ； （5）将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间，小新在蜡烛A侧 （选填“能”或“不能”）观察到蜡烛A的像。 【答案】（1）便于确定像的位置 （2）大小相等 （3）蜡烛到玻璃板的距离/cm 蜡烛的像到玻璃板的距离/cm （4）相等 （5）能 【解析】（1）实验时用薄玻璃板替代平面镜，是因为光射到玻璃板反射后能够成像，同时人可以直接透过玻璃板观察到另一只蜡烛B的移动情况，这样就便于确定像的位置。 （2）把未点燃的和蜡烛A完全一样的蜡烛B放在玻璃板后移动，直到看上去它与蜡烛A的像完全重合，这说明蜡烛A的像与蜡烛A的大小相等。 （3）如图乙所示，实验数据表格中在①、②处需要填写数据名称分别为：蜡烛到玻璃板的距离/cm，蜡烛的像到玻璃板的距离/cm；需要注意的是，表格上的名称必须体现出物、像和距离的单位。 （4）根据分析表中的数据很容易发现，蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离相等。 （5）因为平面镜成像的本质是光的反射现象，平面镜成的是虚像，玻璃板的背面一侧没有实际光线，所以将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间，小新仍然能够在蜡烛A侧观察到蜡烛A的像。 课 堂 小 结 板 书 设 计 3平面镜成像 1、平面镜——表面光滑、平面的镜子 2、 平面镜成像的特点 （1）像与物的大小相等 （2）像与物到镜面的距离相等 物、像关于平面镜对称 （3）像与物的连线与镜面垂直 3、平面镜成像原理：光的反射 作业 布置 1.完成课后练习题，巩固平面镜成像的知识。 2.观察身边的一些光现象，并查阅资料尝试自己解释这些光现象。 教学反思 《平面镜成像》是初中物理第一个完整的科学探究章节，使学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力是基本要求。 本节内容以“镜像人生”为主题，以镜子为主线贯穿整个教学过程。分为六个环节寻镜之旅、探镜之旅、以镜为鉴、镜中你我、镜之奥秘、镜像人生。每个环节设置不同的任务，在解决任务的过程中发现问题，提出问题，然后解决问题。让学生在亲身实验的过程中发现问题并解决问题，远比教师直接讲授有效。本节课尽量让学生感知，比如为什么要用半透明亚克力板代替平面镜实验，为什么要使用两只相同的蜡烛来比较大小。在 探究实验中，采用学生设计老师补充学生探究的方式进行更能培养学生的科学探究能力。笔记整理环节让学生可以反思所学内容，注重知识过手。实验后的反思培养学生在实验中发现问题，并通过小组交流探究的方式解决，锻炼学生的综合能力和团队意识。 / 学科网（北京）股份有限公司 $