3.3 平面镜成像特点（第1课时）（教学设计）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“平面镜成像规律”核心知识点，通过水面倒影、小猫照镜子等生活情境导入，引导学生结合光的反射定律提出猜想，为后续球面镜学习搭建知识支架。 以实验探究为核心，采用薄玻璃板透光、等大蜡烛等效替代等科学方法，多次实验归纳成像特点，培养科学探究能力。构建物像对称模型纠正视觉误区，结合光路图推导虚像本质，提升科学思维。分层练习与规范作图训练助力学生掌握，教师教学有清晰流程与反思，高效落实核心素养。

3.3 平面镜成像特点（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 3.3 平面镜成像特点（第 1 课时 平面镜成像规律） 教学 目标 物理观念 1. 知道平面镜的定义，理解平面镜成像的原理是光的反射； 2. 牢固掌握平面镜成像的五大特点：正立、等大、等距、连线垂直镜面、成虚像； 3. 能区分实像与虚像，运用成像规律解释倒影、镜面成像等生活现象。 科学思维 1. 构建物像关于镜面对称的轴对称模型，纠正 “物体远离平面镜，像变小” 的视觉误区； 2. 结合光的反射定律推导虚像的形成原因，建立 “反射光线反向延长线会聚成虚像” 的逻辑认知； 3. 能运用成像规律进行距离、位置的分析与计算，提升逻辑推理与知识迁移能力。 科学探究 1. 掌握 “探究平面镜成像特点” 的实验设计思路，理解玻璃板代替平面镜、等大蜡烛等效替代的科学方法； 2. 规范完成实验操作，通过多次改变物体位置采集数据，归纳得出成像的普遍规律； 3. 掌握平面镜成像的规范作图方法，能完成已知物体画像、已知像画物体、已知物像找镜面三类作图。 科学态度 与责任 1. 感受平面镜成像在生活中的广泛应用，体会物理知识与日常生活的紧密联系； 2. 通过实验探究培养尊重事实、实事求是的科学态度，养成多次实验避免偶然性的探究习惯； 3. 激发光学探究兴趣，体会物理规律的对称之美。 教材 分析 本节是第三章《光和眼睛》的核心课时，是光的反射定律的重要应用，也是几何光学的重点内容。教材从生活中水面倒影、镜子成像的现象引入，以 “探究平面镜成像特点” 实验为核心，系统讲解实验设计、操作要点与成像规律，深入剖析虚像的形成原理，拓展成像作图的三类典型题型。本节课实验性强、逻辑严谨，集中体现了等效替代法、多次实验找普遍规律等科学研究方法，既是对光的反射定律的深化应用，也为后续学习平面镜成像的应用、球面镜奠定了规律与方法基础，在几何光学知识体系中起到承上启下的关键作用。 学情分析 1. 知识储备：学生已掌握光的反射定律，对平面镜成像有丰富的生活经验，但普遍存在 “物体离镜子越远，像越小” 的视觉误区；对虚像的本质、实像与虚像的区别理解模糊；对实验中 “玻璃板代替平面镜”“等大蜡烛” 的设计逻辑缺乏认识。 2. 思维能力：学生具备初步的实验操作能力，但对等效替代法的理解不深，对实验操作细节的原理分析能力有待提升；成像作图的规范性需要系统训练。 3. 学习特点：学生对实验探究与作图兴趣浓厚，但容易重操作轻原理，对实验中的异常现象、操作细节的原因分析需要教师逐步引导；对 “像大小不变” 的结论需要通过实验证据纠正视觉错觉。 教学重点 1. 平面镜成像的四大核心规律：物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直、成正立虚像； 2. 探究平面镜成像的实验设计、操作要点与实验结论； 3. 平面镜成像的规范作图方法。 教学难点 1. 理解虚像的本质，区分实像与虚像； 2. 纠正 “物体远离平面镜，像变小” 的视觉错觉； 3. 理解实验中玻璃板竖直放置、等效替代法的设计思想。 教师活动 学生活动 导入新课 【情境引入】展示水面倒影、小猫照镜子的图片，引导学生回忆生活体验：平静的水面能倒映景物，我们能从镜子中看到自己。 【提出问题】镜子中的像和物体有什么关系？像的大小和物体一样大吗？物体远离镜子时，像的大小会变吗？像在镜子的什么位置？ 引入课题：今天我们就通过实验探究平面镜成像的特点，揭开镜子成像的奥秘。 观察生活现象，结合照镜子的经验思考问题；对成像特点作出猜想，带着探究问题进入新课学习。 学习新课 一、探究平面镜成像的特点 1．提出问题与猜想 明确探究问题：平面镜所成的像与物体的大小、位置有什么关系？ 引导学生结合生活经验作出猜想： 猜想 1：像的大小与物体相等 / 物体越远像越小； 猜想 2：像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等。 2. 实验设计与器材 介绍实验器材：薄玻璃板、支架、两支完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺、光屏。 讲解核心设计思想： ① 用玻璃板代替平面镜：玻璃板既能成像，又能透光，便于确定像的位置； ② 用两支完全相同的蜡烛：用蜡烛 B 与蜡烛 A 的像重合，等效替代像的大小，这种方法叫做等效替代法； ③ 用薄玻璃板：玻璃板两个面都能成像，玻璃板越薄，两个像重叠效果越好，便于确定像的位置。 3. 实验步骤与操作 带领学生梳理实验步骤： ① 组装器材：在水平桌面铺白纸，将玻璃板竖直架在纸上，在纸上标记玻璃板的位置； ② 放置物体：点燃玻璃板前的蜡烛 A，观察玻璃板后的像； ③ 确定像位：移动玻璃板后的蜡烛 B，直到与蜡烛 A 的像完全重合，此时蜡烛 B 的位置就是像的位置，在纸上标记蜡烛 A、B 的位置； ④ 多次实验：改变蜡烛 A 的位置，重复实验，记录多组物距与像距； ⑤ 验证虚像：将光屏放在蜡烛 B 的位置，直接观察光屏，看能否承接像。 强调操作要点：玻璃板必须竖直放置，否则像会偏高或偏低，无法与蜡烛 B 重合。 4. 实验结论 引导学生根据实验数据与现象，归纳成像特点： ① 大小相等：像与物体的大小完全相同，像的大小不随物距改变而改变； ② 距离相等：像与物体到平面镜的距离相等； ③ 连线垂直：像与物体对应点的连线与平面镜垂直； ④ 正立虚像：平面镜成正立的虚像，不能用光屏承接。 补充：像与物体左右相反；物与像关于镜面对称。 易错辨析：“物体远离镜子，像变小” 是视觉错觉，像的大小始终与物体相等。 5. 实验问题剖析 针对实验中的常见问题逐一分析： - 玻璃板为什么要竖直？不竖直则像与蜡烛无法重合； - 为什么用薄玻璃板？避免两个表面成像造成重影； - 为什么多次实验？避免实验偶然性，得出普遍规律； - 像为什么较暗？像由反射光形成，光能量弱。 6. 典例分析 讲解课件例 1（白鹭水面倒影）、例 2（转动平面镜与距离变化），巩固成像规律的应用。 明确探究问题，结合生活经验作出合理猜想。 了解实验器材，理解玻璃板代替平面镜、等大蜡烛的设计原理，体会等效替代法的科学思想。 跟随教师梳理实验步骤，明确操作要点；分组完成实验，规范操作，记录实验数据与现象。 根据实验现象与数据，自主归纳成像特点；通过实验证据纠正 “远像变小” 的视觉误区。 理解实验操作细节的原理，提升实验分析能力； 完成典例练习，运用成像规律分析距离、位置问题，巩固核心规律。 学习新课 二、平面镜成像的原理 1. 成像原理 讲解：平面镜成像的本质是光的反射。 结合光路图分析： 物体上某一点发出（或反射）的光线，经平面镜反射后，反射光线是发散的；人眼逆着反射光线看去，会认为光是沿直线传播的，因此感觉光线来自镜后的某一点，这就是该点的虚像。 强调：虚像不是实际光线会聚而成的，是反射光线的反向延长线会聚而成的，因此不能用光屏承接。 对比：实像是实际光线会聚而成，能在光屏上呈现；虚像不能用光屏承接。 2. 成像作图 讲解三类典型作图的方法与规范： （1）已知物体画虚像（成像特点法，优先使用） 步骤：① 过物体端点作镜面的垂线；② 在垂线另一侧截取与物距相等的距离，得到像点；③ 用虚线连接像点，得到虚像。 强调：虚像用虚线，垂线标垂直符号，标注等距。 （2）已知反射光线找发光点（成像原理法） 步骤：① 反向延长两条反射光线，交点即为像点；② 根据物像对称作出发光点；③ 补画入射光线。 （3）已知物点和像点找平面镜 步骤：① 连接物点和像点；② 作线段的垂直平分线，即为平面镜位置。 学生练习：完成物体 AB 的成像作图，教师巡视指导，纠正作图不规范问题。 3. 典例分析 讲解课件例 3、例 4，巩固作图方法与规范。 结合光路图理解平面镜成像的原理，明确虚像的形成过程；区分实像与虚像的本质区别。 掌握三类成像作图的方法与规范；动手练习作图，纠正虚线、垂直符号、箭头等常见错误，提升作图能力。 完成典例练习，规范作图步骤，提升光路分析能力。 课 堂 练 习 一、单选题 1．如图所示是松鼠和它的水中倒影图片，下列说法正确的是（     ） A．松鼠的水中倒影是平面镜成像，成正立等大的虚像 B．水中倒影是光的直线传播形成的 C．松鼠跳离水面，像会变小 D．松鼠所成的像是实像 【答案】A 【解析】AD．水面相当于平面镜，松鼠的水中倒影是平面镜成像；由平面镜成像特点可知，成正立、等大的虚像，故A正确，D错误； B．水中倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B错误； C．由平面镜成像特点可知像与物大小相等，松鼠跳离水面时自身大小不变，像的大小不变，故C错误。 故选A。 2．小明身高1.6m，站立在平面镜前3m处，下列说法正确的是（     ） A．像到平面镜的距离为2.4m B．像高变为1.7m C．像与他的距离为6m D．像的大小随距离减小而变大 【答案】C 【解析】平面镜成像规律：像距等于物距；像与物大小相等，与物距无关。 A．像距等于物距，已知，则 像到平面镜距离为3m，故A错误； B．像与物大小相等，已知，则，故B错误； C．像与人的距离，故C正确； D．像的大小始终等于物的大小，与物到镜的距离无关，故D错误。 故选C。 3．如图甲所示，烛焰a在竖直放置的平面镜MN中所成像为。现将该平面镜竖直向上移动一段距离至图乙所示位置，则烛焰a在平面镜中（　　） A．仍成像，像会向上移动 B．仍成像，像在原来位置 C．仍成像，无法确定像的位置 D．烛焰a不在平面镜前方，不能成像 【答案】B 【解析】平面镜成像的原理是光的反射，且像与物关于镜面对称，当平面镜竖直向上移动时，物到镜面的垂直距离没有改变，所以像与物的相对位置也不会改变，即仍成像，且像在原来位置。 故选B。 4．如图所示，a ，b ，c 三条光线可以直接会聚于 P 点，若在 P 点之前如图放置一平面镜，则（　　）    A．三条反射光线一定交于一点 B．三条反射光线一定不会交于一点 C．三条反射光线有可能交于一点，也可能不交于一点 D．三条反射光线的延长线交于镜面背后一点 【答案】A 【解析】用光路可逆分析可知：把a，b，c三条光线看成平面镜的反射光线，P是镜中的虚像，根据平面镜前的物体与其对称的关系，我们可以找到相应的点光源P′和光路图，由此可知，a，b，c三条光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与P点关于平面镜对称，如图所示        故BCD不符合题意，故A符合题意。 故选A。 二、填空题 5．疫情期间，医护人员通过平面镜检视防护服的穿戴情况。当医护人员走近平面镜时，像的大小 _______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）；他们在平面镜中的像是 _______ （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 不变 虚像 【解析】根据平面镜的成像特点可得，像与物的大小相等，当医护人员走近平面镜时，医护人员大小不变，那么像的大小也不变； 由平面镜成像的特点可知，物体在平面镜中成虚像，医护人员在平面镜中的像是虚像。 6．在探究平面镜成像特点时，为了尽量减小像的“重影”，应尽量选择________（选填“茶色”或“薄”）玻璃板；实验室所用玻璃板其中一面镀了膜，在做实验时，如图所示，镀膜的一面应该朝向________（选填“物体”或“像”）一侧放置，此时只能看到一个像且更加清晰。 【答案】 薄 像 【解析】在探究平面镜成像特点时，玻璃板产生重影的原因是玻璃板两个面都会发生光的反射，为了减小像的“重影”应尽量选择薄玻璃板。实验时，镀膜的一面应该朝向像一侧放置，此时只能看到一个像且像更加清晰，是因为镀膜后增强了光的反射。 7．桃花岛公园里有一座桥，如图所示。桥下水深为，桥上一彩灯距水面，则该彩灯的“倒影”距水面_______________m；若湖水上涨了，则该彩灯的“倒影”距水面_______________m，“倒影”是_______________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】 3 2.7 虚 【解析】倒影属平面镜成像，其原理是光的反射，根据平面镜成像特点可知像距与物距相等，已知彩灯距离湖面（物距）3m，所以该“倒影”距离湖面（像距）也为3m。 湖水再上涨0.3m，此时彩灯距离湖面（物距），故像距为2.7m，即该“倒影”距离湖面（像距）也为2.7m。 根据平面镜成像原理可知，物体在平面镜中所成的像是反射光线反向延长线的会聚点，不是实际光线的会聚点，所以成虚像，所以“倒影”是虚像。 8．学习了一些光学知识后，小夏同学拿了一块手掌大小的平面镜。 （1）他利用平面镜观察自己的眼睛时，看到镜中是眼睛的_____像，把镜子靠近眼睛时，镜中的像_____（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）小夏同学____（选填“能”或“不能”）从这面镜子中看到自己的全身像；我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是由于光在此物体表面发生了_____的缘故。 【答案】 虚 不变 不能 漫反射 【解析】（1）[1]平面镜成的像是虚像，他利用平面镜观察自己的眼睛时，看到镜中是眼睛的虚像。 [2]平面镜成的像和物体大小相等，把镜子靠近眼睛时，眼睛大小不变，镜中的像不变。 （2）[3]如图所示 A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置，EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定A′、C′、B′为A、C、B的像，因为OC=OC′ 所以 根据三角形中位线的性质可知 EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，所以镜的长度应为人身高的一半，小夏同学拿了一块手掌大小的平面镜，这块平面镜长度没有他的身高的一半，不能从这面镜子中看到自己的全身像。 [4]我们能从不同方向看到本身不发光的物体，是因为光在物体表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。 三、作图题 9．请画出图中物体AB在平面镜中的像A'B'。 【答案】 【解析】分别作出物体AB端点A、B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。 10．如图，请作出AB通过挡风玻璃形成的像； 【答案】 【解析】平面镜成像时，像和物体关于镜面对称，汽车的挡风玻璃相当于平面镜，做出A、B两点关于镜面的对称点、，连接即为A、B通过挡风玻璃成的像。据此作图。 四、实验题 11．小华探究“平面镜成像特点” (1)实验装置如图甲所示，为顺利完成实验，MN应选择________（选填“透明玻璃板”或“平面镜”），并将其________放置在水平桌面上； (2)将点燃的蜡烛A放置在MN前面，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，重合现象说明________。此时，蜡烛B所处的位置即为像的位置； (3)改变蜡烛A的位置，重复步骤（2），可得三组像与物的位置，如图乙所示，由此可知平面镜成像时，________； (4)为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后________（选填“直接”或“隔着MN”）观察光屏上是否有像，根据实验现象可得平面镜所成的像是________像。 【答案】(1)透明玻璃板 竖直；(2)平面镜所成的像与物大小相等；(3)像与物关于镜面对称；(4)直接 虚 【解析】（1）实验中用透明玻璃板代替平面镜，在物体的一侧能看到物体的像，同时透过玻璃板也能观察到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，因此MN应选择透明玻璃板；实验时，将透明玻璃板竖直放置在水平桌面上，以确保像和物都在水平桌面上，容易确定像的位置，便于实验操作。 （2）实验中，蜡烛B与蜡烛A完全相同，将外形相同、没有点燃的蜡烛B在MN后面移动，直至与A的像完全重合，平面镜所成的像与物大小相等。 （3）由图乙可知，像和物到平面镜的距离相等，像和物的连线与平面镜垂直，由此可知平面镜成像时，像与物关于镜面对称。 （4）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，为判断平面镜成像的虚实，用光屏替代蜡烛B，然后直接观察光屏上有无像；实验观察到光屏上没有像，说明平面镜所成的像是虚像。 12．小科同学在“探究平面镜成像特点”时，使用如图甲所示器材进行以下操作。 (1)用玻璃板代替平面镜是为了________。 (2)实验过程中为了便于观察，最好选用________（填“无色”或“茶色”）玻璃，并且最好在________（填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行。 (3)如图甲小科同学把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，此时他应该从________（填“玻璃板前”或“玻璃板后”）观察蜡烛A的像，将________（填“点燃”或“未点燃”）的蜡烛B放到玻璃板后像的位置，直到它与蜡烛A的像完全重合，说明平面镜成像时，像与物体的大小________。 (4)多次改变A的位置进行实验，得到数据如图乙所示，由此可得出结论：________________。 (5)完成实验后，小科同学又将一枚硬币放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如图丙所示，若将玻璃板水平向右移动3cm，该硬币的像________（选填“向右移动3cm”“在原位置”或“向左移动3cm”）。 【答案】(1)便于确定像的位置；(2)茶色 较黑暗；(3)玻璃板前 未点燃 相等；(4)像与物到平面镜的距离相等 ；(5)在原位置 【解析】（1）玻璃板是透明的，和不透明的平面镜相比，既能反射成像，又能透过玻璃板观察到后方的操作，方便移动后方的蜡烛来确定像的位置。 （2）茶色玻璃透光性更弱，反射成像的效果比无色玻璃更好，成像更清晰； 在较黑暗的环境中，除了烛焰外其他光线很少，不会干扰视线，物体的像会更明显，便于观察。 （3）蜡烛A的像是光经玻璃板前表面反射形成的，反射光线和蜡烛A都在玻璃板的前侧，因此要在玻璃板前观察像； 如果点燃蜡烛B，玻璃板后方太亮会干扰观察A的像，因此要使用未点燃的蜡烛B，当B和A的像完全重合时，就说明像和物体的大小是相等的。 （4）从图乙数据可以看出，每次实验中像到玻璃板的距离，都和对应物到玻璃板的距离相等，因此得出像与物到平面镜的距离相等的结论。 （5）平面镜成像中，像和物关于镜面对称，玻璃板水平向右移动时，硬币的位置没有改变，镜面所在对称面的位置不变，因此对称的像的位置不会移动，保持在原位置。 板 书 设 计 3.3 平面镜成像特点（第 1 课时） 一、探究实验 器材：薄玻璃板、两支相同蜡烛、刻度尺、光屏 方法：等效替代法 操作要点：玻璃板竖直放置、多次实验 结论：正立、等大、等距、连线垂直、虚像 二、成像原理 本质：光的反射 虚像：反射光线反向延长线会聚而成，不能用光屏承接 三、成像作图 方法：作垂线、取等距、画虚像 类型：知物画像、知像找物、知物像找镜面 课 堂 小 结 作业布置 1. 基础作业：完成课后同步练习； 2. 作图作业：完成 3 道不同类型的平面镜成像作图题，保留作图痕迹； 3. 实践作业：利用家中的平面镜、两个相同的玩具，验证平面镜成像的特点，记录实验过程。 教学反思 亮点：本节课以生活现象引入，贴合学生认知，快速激发探究兴趣；以实验为核心，按照 “提出问题 — 猜想假设 — 设计实验 — 操作验证 — 归纳结论” 的完整探究流程展开，不仅落实了成像规律，更培养了学生的实验探究能力；重点突破实验设计原理、虚像本质、作图规范三大核心内容，分层突破教学难点；融入等效替代法、多次实验等科学方法，充分体现了物理学科的探究属性。 不足：部分学生对 “虚像不是实际光线会聚” 的理解仍停留在记忆层面，光路分析不够深入；实验中部分小组操作不规范，玻璃板竖直、重合确定等细节存在问题；成像作图的分层训练不足，学困生的规范性有待加强。 改进：增加虚像形成的动画演示，结合每条光线的反射过程深入分析，深化对虚像本质的理解；实验前增加操作示范，明确关键操作细节，实验中加强巡回指导；设计梯度作图练习，从基础点成像到复杂光路作图，逐步提升学生的作图与光路分析能力。 学科网（北京）股份有限公司2/2 学科网（北京）股份有限公司 $