4.3平面镜成像（导学案）八年级物理上册（人教版）2

4.3平面镜成像（导学案）【学习目标】1.能描述平面镜成像的特点。2.通过实验，探究并了解平面镜成像的特点。3.能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”的喜悦，感受科学技术对人类生活的影响。【学习重点】1.平面镜成像特点。2.实验——探究平面镜成像的特点。【学习难点】平面镜成虚像的原因。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.平面镜成像的原理是：光的反射定律。2.平面镜成像的特点：成的是虚（填“虚”或“实”）像，像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物的连线与镜面垂直。利用数学课中对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。3.球面镜分为凹面镜和凸面镜。凸面镜使平行光束发散，汽车的后视镜和街头路口的反光镜等都是凸面镜，能起到扩大视野的作用。凹面镜使平行光束会聚，汽车前灯的反光装置、太阳灶等都是凹面镜。【合作探究】探究一、平面镜成像的特点1.探究平面镜成像的特点【想一想】生活中我们经常照镜子，镜子成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么样的关系？【猜一猜】结合自己照镜子的经历，对以上两个问题进行合理的猜想：（1）在平面镜中，你的像的大小跟你的大小相等（不相等）（“相等”或“不相等”）。（2）你在平面镜中的像到镜面的距离与你到镜面的距离相等（不相等）（“相等”或“不相等”）。【设计实验】实验器材：薄玻璃板、白纸、两根相同（相同/不相同）的蜡烛、火柴、刻度尺、支架。思考下面4个问题，完成实验方案：①确定像的位置方法：把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支未点燃（点燃/未点燃）的蜡烛放在成像的位置，直到看上去与像完全重合，这个位置就是像的位置。②判断平面镜后面的蜡烛与像完全重合的方法：在玻璃板的前面，改变眼睛的位置，直到从不同（同一/不同）位置看起来后面的蜡烛好像被点燃。③实验时，用玻璃板代替平面镜的目的：使用玻璃板，既可以成像，又可以看到后面的蜡烛是否与像完全重合，这是“等效替代法”。④为什么准备两支完全一样的蜡烛?便于验证像与物体大小是否相等。【进行实验】①如图所示，在桌面上铺一张白纸，沿着纸中间的直线上竖直放置一块玻璃板作为平面镜。②在玻璃板前放一支点燃的蜡烛，移动玻璃板后的那支相同的未点燃的蜡烛，直到看上去好像被点燃一样，此时玻璃板后蜡烛的位置就是像的位置，然后记下两支蜡烛的位置。③移开玻璃板，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，记录下来，再观察它们是否与镜面垂直。把测量结果填在表格中。④改变点燃的蜡烛的位置，重做几次实验。⑤在玻璃板的后面像的位置放一张白纸时，观察白纸上面有没有烛焰的像。⑥记录实验数据与现象：次数蜡烛到平面镜的距离/cm像到平面镜距离/cm像与物的大小关系123【分析和论证】①平面镜所成的像的大小与物体的大小相等。②平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等相等。③平面镜所成的像和物体的连线与镜面垂直。④把光屏放在像的位置观察，结果发现光屏上没有（选填“有”或“没有”）出现蜡烛的像，实验说明：平面镜所成的像是虚（虚/实）像。【归纳结论】平面镜成像的特点：平面镜所成的像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物的连线与镜面垂直。利用数学对称的知识，平面镜成像规律也可表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。2.根据平面镜成像特点作图（对称法）（1）作图方法（如例题1所示）①做垂线：即画出物体的两个端点AB到平面镜面的垂线段AM、BN；②画垂足M、N；③量等距：使A´M=AM，B´N=BN；④画像点A´B´并连接，则A´B´就是物体AB的像。【例题1】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，分别作出物体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。【归纳】（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：实际光线（入射、反射）用实线；虚像、法线、像与物的连线、光线的反向延长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】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）平面镜所成的像是虚像，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。探究二、平面镜成虚像【想一想】实验中，玻璃板后面并没有点燃的蜡烛，我们为什么能看到玻璃板后面有燃烧的烛焰？1.平面镜成像原理（用光的反射定律分析平面镜成像的原理）①在蜡烛上任选一点S。②S点会发出无数条光线，其中一部分会经过平面镜反射进入人眼。③当眼睛处于反射光线的路径上时，根据光线直进的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S′发出的，S′就是S在平面镜中的像，如图所示。④平面镜后面实际上并没有这个发出光线的点，进入眼睛的光并非真正来自S′，所以把S′叫虚像。平面镜成像的原理是光的反射定律。2.实像与虚像（1）虚像平面镜所成的像是反射光线的反向延长线相交而成的，不是实际光线相交而成的，故为虚像。物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成整个物体的虚像。虚像由实际光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，人眼通过光学器件才能看到。（2）实像实像由实际光线会聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到。【例题3】对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法，以下是小明学习了“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于平面镜和凸透镜所成虚像的一些特点，作了一些比较，其中错误的是（C）A．虚像不可以用光屏承接B．它们成的虚像都是正立的C．平面镜成的虚像是等大的，凸透镜成的虚像有放大的也有缩小的D．平面镜成的虚像与物体在异侧，凸透镜成的虚像和物体在透镜的同侧【解析】A．实像可以呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上，故A正确，不符合题意；B．平面镜的虚像是正立的，凸透镜的虚像也是正立的，故B正确，不符合题意；C．平面镜成正立、等大的虚像，凸透镜成的虚像只有放大的，没有缩小的，故C错误，符合题意；D．平面镜成的虚像关于镜面对称，即与物体在异侧，凸透镜成的虚像和物体在透镜的同侧，成的实像在透镜的异侧，故D正确，不符合题意。所以选C。探究三、平面镜的应用1.利用平面镜成像家中所用穿衣镜；练功房、理发店、服装店里安装的平面镜；牙医检查牙齿使用的平面镜等。演员用平面镜来矫正演员用平面镜来矫正自己的姿势和动作。牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙2.利用平面镜改变光路（1）塔式太阳能电站塔式太阳能电站，它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上，从而利用太阳能发电。（2）潜望镜如图，在直筒的上下拐角处各安装一块平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平面成45°，这样就做成最简单的潜望镜。在水的深处可以观察到水面上的情况。潜望镜光路图潜望镜光路图潜望镜探究四、凸面镜和凹面镜【阅读】P79“凸面镜和凹面镜”，思考问题：（1）凸面镜有什么特点？在生活、生产中有哪些应用？（2）凹面镜有什么特点？在生活、生产中有哪些应用？【小结】1.凸面镜凸面镜的表面是凸起的，当光线射到凸面镜后，反射光线要向外发散开来，所以对光线有发散的作用。凸面镜的应用：汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到扩大视野的作用。2.凹面镜凹面镜的表面是凹进去的，能够会聚光线。当平行光线射到凹面镜后，光能够会聚于一点（叫焦点）。根据光路的可逆，如果把发光源放在焦点处，发出的光经过凹面镜反射后，会平行射出。太阳灶太阳灶汽车前灯的反光装置凹面镜的应用：汽车前灯的反光装置、太阳灶等。【例题4】2022年第24届冬奥会在北京召开。如甲图所示是奥运会圣火采集装置，它是利用____（选填“凹”“凸”或“平”）面镜对光具有____作用制成的；乙图所示，在道路的急拐弯处都装上了____（选填“凹”“凸”或“平”）面镜，以减少事故的发生。【答案】凹，会聚，凸。【解析】奥运会圣火采集装置为凹面镜，它是利用凹面镜对光具有会聚作用制成的；太阳光照射到凹面镜后会聚于一点，此点温度较高能点燃火炬。在道路的急拐弯处都装上了凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，可以扩大视野，以减少事故的发生。【精讲点拨】1.探究平面镜成像特点时，还需注意：①对玻璃板放置的要求是竖直放置；若玻璃板没有竖直放置，观察到的现象是玻璃板后面的蜡烛与前面蜡烛的像不能重合。②为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行。③玻璃板宜选用薄一些的。因为玻璃板太厚，玻璃板前、后表面各会形成一个像（即重影），不易确定像的位置。2.研究像与物的大小关系时，采用的是“等效替代法”，即：找一个跟镜前物体完全相同的物体“替身物体”，通过比较替代物和物体的大小关系来确定像与物的大小关系。3.利用数学课中对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。在作图题中，运用对称法简单、准确。【归纳整理】平面镜平面镜成像特点①像和物大小相等；②像和物到镜面的距离相等；③像和物的连线垂直于镜面；④平面镜成虚像。平面镜成像特点的应用：①成像；②改变光路。平面镜成像原理：光的反射定律。凸面镜：凸面镜对光有发散作用；凹面镜：凹面镜对光有会聚作用。球面镜平面镜成像【课堂练习】1．小明同学站在平面镜前1m处，镜中的像到镜面的距离为____m，像与他的距离为______m，当他靠近平面镜时，则镜中像______（选填“靠近”或“远离”）平面镜，像的大小________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】1，2，靠近，不变。【解析】平面镜所成的像的大小由物体本身大小决定，与平面镜的大小和物体的距离无关。2.一只小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，如图示，此时它所看到的全身像应是图中的哪一个？（）【答案】C.【解析】根据“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”进行判断：此时它所看到的全身像应是图C。所以选C。3.一只小鸟在离湖面15m的上空飞行，若湖深为5m，则小鸟在湖里所成的像与它的距离是______m，它在湖里所成的像是______像(填“虚”或“实”)。

【答案】30，虚。【解析】水面相当于平面镜，当小鸟距水面15m时，根据平面镜成像特点，它的像与湖面的距离是15m，所成的像与它的距离是30m，与水的深度无关。根据平面镜成像特点可知所成的像是虚像。【答案】凸，发散，一定。【解析】凸面镜对光有发散作用，凹面镜对光有会聚作用，汽车的后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，小明从汽车的后视镜里看见驾驶员的眼睛，此时驾驶员通过车内后视镜一定能看见小明的眼睛，因为在反射中，光路是可逆的。第4题图第4题图第5题图5.利用如图示的装置，探究平面镜成像的特点，下列说法错误的是（）A．用玻璃板代替平面镜、成像更清晰B．使用相同的蜡烛A、B，目的是比较像与物的大小C．将蜡烛A远离玻璃板，它所成的像的大小不变D．将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像【答案】A。【解析】A．用透明的玻璃板代替平面镜，在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像，同时还能看到蜡烛B，便于确定像的位置；但由于光的折射，会减少进眼睛的反射光，看到的像清晰度会比用平面镜时差。故A错误，符合题意；B．选择大小相同的蜡烛A、B，是为了比较像与物的大小关系，故B正确，不符题意；C．平面镜成的像和物体大小相等，因此若蜡烛A远离玻璃板，则蜡烛A的像大小不变，故C正确，不符合题意；D．物体在平面镜中成虚像，将光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像，故D正确，不符题意。故选A。6.如图所示，S′为发光点S在平面镜MN中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点。请在图中作出发光点S的位置，并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线（保留作图痕迹）。【答案】右图.【解析】作像S′关于镜面的对称点S，S即为发光点的位置；连接S′P与镜面的交点为O，即为入射点，则OP是反射光线，连接SO得到入射光线。7.潜水艇下潜后，艇内人员可以用如图所示的潜望镜来观察水面上的情况，潜望镜是根据光的_______原理制成的，艇内人员看到的像是_____（选填“实”或“虚”）像。请在图中完