北师大第五章光现象第三节探究-平面镜成像的特点

第三节探究平面镜成像的特点教学目标1.知道平面镜成像特点。2.知道平面镜成虚像的原理，初步知道虚像的概念。3.知道平面镜的应用。4.初步认识等效替代法的应用。教学重点1．平面镜成像特点。教学难点1.平面镜成像的原理和虚像的概念。2.探究平面镜成像实验的操作。教学器材一面较大的平面镜、学生分组实验用的玻璃板、硬纸板、同样大小的蜡烛一对、小蜡烛和大蜡烛各一支、棋子、刻度尺、火柴、潜望镜、桂林花桥彩图、方格纸一张、三角尺一对。教学过程一、复习提问1．光的反射定律的内容是什么？2．漫反射和镜面反射的区别是什么？二、引入新课教师出示平面镜，告诉学生，日常生活中用的镜子是平的，这样的镜子我们把它叫做平面镜。让学生观察自己在平面镜内所成的像，并提出以下问题让学生思考：（1）你在平面镜中的像在什么地方？（2）像的大小与物体大小一样吗？（3）当你改变与平面镜的距离时，像的大小和像到镜面的距离怎样变化？（4）镜子里的像与你的左右关系一致吗？教师：以上问题大家在本节课的学习中将得到解答。三、平面镜成像特点平面镜的光学特点：平面镜只改变光束的传播方向，不改变其平行、发散或会聚的形态．教师：下面我们将用实验探究平面镜成像特点。1.学生阅读课本第70页“实验探究”部分的内容，了解实验方法。并思考以下内容：（1）我们虽然可以看到物体在平面镜里的像，但如果在镜后放一块光屏，屏上不会呈现物体的像，我们就无法去比较像和物体的关系，怎么解决这个问题呢？（2）本节实验是研究平面镜所成的像和物体的关系，实验中应该采用平面镜还是平板玻璃来研究，为什么？（3）用什么办法可以观察物与像的左右关系？学生思考问题并讨论，教师总结：（1）我们应该找一根蜡烛在镜的后面移动，直到跟所看到的蜡烛的像重合，这样我们就可以用一根真正的蜡烛替代蜡烛在镜后所成的像，这种研究方法在物理学中叫等效替代法，今后我们将经常用到这种方法，希望同学们好好理解一下这种方法的使用。（2）针对第一个问题的结论，我们需要用眼睛透过平面镜去观察镜后面的蜡烛，而普通的平面镜我们是无法透过它去观察镜的后面，因此本次使用采用的平板玻璃，它既可以成像，也可以用眼睛透过它去观察镜后面的物体。（3）照书第70页图5-19所示，我们可以用两块分别标有字母“b”和“d”的三角尺两判断物与像的左右关系。2．学生分组实验：在桌上铺上一张方格纸，中间画一条线后在方格纸的前方任意画一个三角形，在方格纸中间线的位置竖立玻璃板。（1）把一支点燃的蜡烛放在玻璃前方方格纸上画的三角形的一个顶点的位置，观察玻璃板后面出现的蜡烛的像，另外拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟你完全重合，后面的蜡烛好像被点燃为止，后一支蜡烛的位置就是前支蜡烛的像的位置，用棋子记下两支蜡烛的位置。（2）在三角形的另外两个顶点位置重复⑴所进行的实验。同样用棋子记下蜡烛和像的位置。（注意每次放棋子时也要观察玻璃板前后的棋子要完全重合。）（3）取下玻璃板，以镜后三个棋子所确定的位置为顶点，画一三角形。（4）将标有字母“d”的三角尺放在镜前，拿着标有字母“b”的三角尺在镜后面移动，直到跟所看的像重合，观察两个三角尺上的字母的左右关系。3.实验分析取下桌面上的方格纸，沿中间所画的线对折重叠，然后在任一面的三角形顶点上用笔尖扎穿重叠的纸，看见两个三角形是否重合。接着学生结合实验所观察到的现象回答。（1）平面镜成像时物和像的大小一样吗？（2）物和像到镜面的距离有什么关系？（3）物和像的左右关系如何？由学生回答后，教师概括：（1）平面镜所成的像与物体大小相同。（2）平面镜所成的像与物体到镜面的距离都相等。（3）像物的连线与镜面垂直。（4）物和像的左右关系相反。（5）像的上下与物的上下关系相同。教师强调物体在平面镜前位置改变，像的位置也随着改变，从实验中我们已看到，但像的大小始终与物体相同，像到镜面距离始终与物体到镜面距离相等。4．练习⑴如图所示，平面镜上方有一个发光点，你能否根据平面镜成像特点确定发光点像的位置。学生练习，一学生上黑板画图，教师点评：发光点A与它的像点与镜面的距离相等，所以我们可以用数学的方法，确定像点的位置，过A点作镜面的垂线，与镜相交于O点，取AO＝OA，即可确定A位置，如图所示。⑵出示桂林花桥彩图,问题:为什么半圆的桥拱跟水中的像组成一个圆?为什么岸边的树木在水中的像看上去却是倒立的?教师提示：平静的水面就好像是一个平面镜，它可以成像，然后引导学生根据平面镜成像的特点进行解答：桥拱和树上的每一点都会在水中形成一个对应的像，像点到水面的距离和物点到水面的距离相等。由于桥拱和树木上各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像距水面越近，所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了，而倒立的桥拱像与桥拱合成一个圆。四、平面镜成像原理1．问题：我们怎样看见并确定物体位置的？教师：物体发出的光射入我们眼睛，我们才能看见物体，物体上每一点射出的光都进入眼内，整个物体就被看见了，从几何知识可以知道，两条直线相交可以确定一个交点，人们由于长期的观察经验，总是认为光沿直线传播，总是沿着射入眼睛的光线的方向来确定投射出光线的物体的位置，如图所示。2．问题：为什么我们通过平面镜能够看到物体的像？而我们看到的像在镜子后面？这个问题我们可以用光的反射定律来回答。⑴教师在黑板上画出平面镜，在镜前圆一个发光点S。问学生J发出多少条光线，方向如何？哪些光线射亚平面镜上。⑵让学生任选两条射向平面镜的光线，根据反射定律画出它的反射光线。如图所示。⑶启发提问：从发光点射向平面镜的光线经平面镜反射后能否相交？如果人的眼睛正处于这些光线的传播路径上，会觉得这些光线是从哪里发出的？在得到学生的回答后，教师在黑板图上画出反射光线的反向延长线并根据平面镜成像特点确定反射光线的反向延长线就是像点。教师小结：平面镜成像实际上是光的反射现象，反射光线射入人的眼睛，人眼根据光的直线传播的经验，判定物体位置。认为光线就是从反射光线反向延长线交点处发出的，人们所看到实际上就是物体的像，而实际上反射光线并不是由反射光线的反向延长线的交点发出的，所以是虚像。⑷在黑板的图上再画一个发光点S，让一学生到黑板上根据反射定律画出这一发光点S的像点，让学生说一说这像点是怎么形成的，为什么是虚像。⑸教师指出一般的物体我们都可以把它看成由许多的物点组成，物体放在平面镜前，每个物点在平面镜中都有一个对应的像点，这些像点的总体就组成物体的像。五、平面镜的应用教师简单介绍平面镜的应用，并介绍古代的铜镜和现在的潜望镜，提高学生学习物理的兴趣，拓展学生的知识面。指导学生看书第72页的“阅读材料”，了解球面镜的简单知识。六、课堂小结(板书设计)一、平面镜：1、定义：反射面为平面的镜子叫做平面镜。2、平面镜的光学特点：不改变入射光束的性质。平面镜只改变光束的传播方向，不改变其平行、发散或会聚的形态．3、平面镜成像特点：（1）平面镜所成的像与物体大小相同。（2）平面镜所成的像与物体到镜面的距离都相等。（3）像物的连线与镜面垂直。（4）物和像的左右关系相反。（5）像的上下与物的上下关系相同。4、平面镜成像的原理：平面镜成像实际上是光的反射现象，反射光线射入人的眼睛，人眼根据光的直线传播的经验，判定物体位置。认为光线就是从反射光线反向延长线交点处发出的，人们所看到实际上就是物体的像，而实际上反射光线并不是由反射光线的反向延长线的交点发出的，所以是虚像。七、布置作业1、课文第71页作业第1、2、3题。课时作业设计1.平面镜成像的特点是：像和物到镜面的距离都,像与物体大小,是立的像。像和物体的连线镜面。2.水平桌面上有一个乒乓球,桌边有一块平面镜,当乒乓球沿水平桌面向平面镜移动时,它的像沿竖直方向移动,则平面镜与水平桌面间的夹角是或。3.要使反射光线与人射光线偏转900,平面镜的镜面应与入射光线成角放置。4.一个人站在平面镜前3m处（面朝镜面），在人前1m处有一只小狗,人和镜中小狗的像之间的距离是m,人的像和狗的像之间的距离是m。5.水平放置一平面镜,要想使一支与竖直方向夹角为600的笔与它在平面镜中的像垂直,平面镜应转过度角。6.有一个人以米/秒的速度走近直立的平面镜,像向方向移动,像移动速度是,相对于人的速度为。7.某人高,站在竖直放置且长1m的平面镜前,那么,这人在镜中像的高度是m;若这人走近镜面,则镜中的像到镜的距离。8.两平面镜M、N相交,若平行于镜面M的光线经过N、M两次反射后与镜面N平行,则两镜间夹角为（）9.人以1m/s的速度在河堤上行走,他看到自己在平静河水中的倒影相对于自己的速度是（）sB.0.5m/ss10.以笔尖接触镜面,此时笔尖和它的像的距离是1厘米,则玻璃的厚度是（）厘米厘米厘米厘米11.镜子竖直挂在墙上,某人站在镜前1米处,从镜子里只看见自己的上半身像,若他要看到自己的全身像,则（）A.应后退到距镜2米远处B.应前进到距镜米远处C.应后退到距镜4米远处D.无论前进或后退多远都不能实现12.检查视力时,眼睛与视力表应相距5m远,医生让受试者通过平面镜来看身后的视力表,若视力表距平面镜3m,则人离平面镜的距离应该是（）13.某台钟的钟面上无数字,只有刻度线,如图是在平面镜里看到的钟的情况,则钟指示的时刻是（） 点20分点40分点40分点40分14.平行光束经过下述哪种镜面的反射后可以会聚在一起（）A.平面镜B.凸面镜C.凹面镜D.以上各镜 15.光线垂直射到平面镜上,然后使镜面转动200,则反射光线转动的角度是（）16.下列说法中正确的是（）A.用