物理人教版八年级上册4.3《平面镜成像》教学设计

人教版物理4.3平面镜成像教学设计1.了解平面镜成像的特点.2.了解平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的.3.理解日常生活中平面镜成像的现象.4.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用.1.经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录和处理.2.观察实验现象,感知虚像的含义.3.通过观察感知球面镜对光线的作用.1.在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”成功的喜悦.2.培养实事求是的科学态度.3.通过对平面镜、球面镜应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响.【重点】1.平面镜成像的特点.2.利用平面镜成像的特点来作图.3.利用平面镜解决实际问题.【难点】1.虚像的概念.2.平面镜成像的原理.【教师准备】同样大小(长短、粗细均相同)的蜡烛两支、平面镜一面、平板玻璃一块、火柴、支架、细线、刻度尺、白纸、电脑等多媒体设备.【学生准备】玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、8 K方格纸一张、平面镜、刻度尺、不锈钢饭勺.导入一:空箱取物内容介绍:利用平面镜事先做好一个黑色的“空箱”,从“空箱”中取出已放在箱子里面的物体.以魔术开场引出平面镜成像的课程学习.如图所示魔术箱内有一个平面镜,从P处放入一物,箱中不见物体;换从Q处放入,箱中却见两个物体.设计意图根据初中生的心理特点,这个简单的小魔术可以很好地吸引学生的注意力,并对教师接下来的授课内容充满好奇和探索,让同学们在轻松愉快的氛围下和教师一起学习与平面镜成像有关的物理知识.导入二:王后与魔镜引发的思考1.魔镜的诚实播放白雪公主动画经典片段:王后与魔镜的最后一次对话、镜子碎成无数片教师:魔镜的回答使王后的嫉妒之火无法熄灭,最终,她造成了自己的毁灭.问题是:王后为什么那么相信魔镜?你能结合自己的生活感受谈谈相信镜子的理由吗?学生讨论:从镜子中看到的都是和物体一模一样的、很真实.2.魔镜的形状教师:(肯定学生的生活感受)指出:人们把表面光滑的物体叫镜子.有的表面弯曲,有的表面平直.大家猜一猜:不会说谎的“魔镜”表面会是什么形状呢?组织学生自己探究:魔镜的表面是什么形状.教师请学生拿出不锈钢饭勺观察勺底、勺背(球面镜)的成像情况:观察自己在上面的形象(都缩小、凸正凹倒);将手指从勺的凹面渐渐离开,观察手指成像变化(近处正立放大,较远倒立缩小),学生的发现:魔镜若成像真实不夸张,应该是平面镜的形状.教师:肯定学生的“平面镜”发现,作为本节课的研究内容.板书课题:平面镜.教师:我们从平面镜中感觉到的“一模一样”到底是怎么回事?我们感觉到的“真实”是真的存在吗?我们看到的东西好像就在镜子背后,它又到底会在哪一处呢?这些曾经迷惑着我们的问题就在眼前,今天就让我们一起来探求答案吧.导入三:视频动画:猫咪的担心运用多媒体播放一段猫咪照镜子的视频动画,运用动画中猫咪照镜子的神态、动作加上恰到好处的配音激发学生的学习兴趣.教师提出两个问题“猫咪在干什么?”“它的担心有必要吗?”向学生说明在物理学上猫咪叫物体,镜中的猫叫像.进而提出生活中除了镜子还有哪些物体也能成像?根据学生的举例及亲身摸镜子和玻璃板的体会,引出本节课的课题.设计意图通过有趣的动画、朴实的生活画面及亲身体会,引起学生的兴趣,同时让学生了解平面镜、物体和像这些名称,为进一步探究做好铺垫.一、平面镜成像的特点思路一1.演示实验教师准备一张白纸,两支长度相等的蜡烛,一块玻璃板,一支记号笔,一个打火机.上课之前在白纸上已经标记好了平面镜的位置以及在一侧标出距离平面镜8.0 cm和12.5 cm的位置.请一位学生协助教师完成实验,教师点燃一支蜡烛,学生的任务是用另一支蜡烛去找玻璃板前点燃的蜡烛的虚像并作下标记.设计意图师生互动,在具体的物理情景中进行交融的教学活动,培养学生的动手能力及观察能力.2.分析实验把实验用的白纸贴在黑板上,让学生测量虚像到平面镜的距离.PPT协助进行实验分析.学生可总结出平面镜成像的三个特点:等大;等距;垂直.3.小游戏游戏介绍:一位同学做教师的像,教师连续做一些动作,全班同学以像的方式随之做动作,在座的同学做评委.设计意图小游戏的穿插,寓教于乐,把学生的学习热情推向高潮,更引出了平面镜成像的第四个特点(对称).在轻松愉快的氛围当中,学生不仅掌握了本节课的重点及难点,更能深刻地体会到遨游于科学世界是一件多么有趣,多么开心的事情.既满足学生的好奇心和求知欲,也体现了学生的主体地位.4.拓展实验:镜子中有几根蜡烛实验器材:两个平面镜,一根蜡烛.(1)取两个平面镜正面相对,你观察镜子会看到奇怪的现象一个镜子中有无数个镜子出现.原理揭秘:正面相对的两个镜子甲、乙,甲相对于乙是个物体,可以在乙中成一个像,这个像相对于甲镜子又是一个“物体”,在甲镜子中成像,在甲镜子中成的像相对于乙镜子又是一个物体再次在镜子乙中成像,如此不断地有“物”出现,就有无数个大小相同的像出现在镜子中,因此,在甲、乙镜子中都能看到无数个镜子.(2)改变镜子的位置,成不同的角度(例如:135、90、60、45等),观察蜡烛的数目,总结规律.现象:观察中发现,两个镜子之间夹角大于90,在每个镜子中只能成一个像.两个镜子之间夹角等于90,在每个镜子中成一个像,在镜子交角处成了一个像或者在一个镜子中看到两个像,在另一个镜子中看到一个像,总共有三个像出现.当继续减小两镜之间的夹角时,会看到每个镜子中的像的个数逐渐增加,当两个镜子之间夹角为0时,每个镜子中又有无数个像出现.原理揭秘:实际上,两个镜子之间夹角为0和180是特例.夹角为180时,两个镜子在一个平面内,两个镜子中只能成一个像.0时相互平行,情况和“两个平面镜镜面相对的成像”相同.夹角为锐角时,成像原理和夹角成0时类似.思路二1.向学生阅读课文中的探究并说明探究活动的目的和做法.目的:(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系.(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系.像下图那样,将一张8开的白纸铺在水平桌面上,中间画一道竖线和一道横线,把竖立玻璃板放在横线上,竖立在白纸上.把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像.另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置.在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线,把每次实验中两支蜡烛的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.把测量结果填写在下表中.蜡烛到平面镜的距离蜡烛的像到平面镜的距离物体与像大小的关系物体和像的连线与平面镜的关系第一次第二次第三次注:实验过程中像找到时,让学生拿光屏,看像是否能呈现在光屏上.2.学生分组实验以上把教材的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于知识的学习,也有利于能力的培养.3.在实验基础上得出成像特点引导学生根据实验结果回答:(1)平面镜中的像与物体大小是否相同?怎么知道的?(2)像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?答:(1)平面镜中的像与物体大小相同.因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的.(2)像和物体到镜面的距离相等,因两支蜡烛到玻璃板的距离相等.平面镜的成像特点:像和物体的大小相等.像和物体到镜面的距离相等.像和物体的连线垂直于镜面.过渡语我们知道平面镜能够成像,那么平面镜所成的像是实像还是虚像,所成的像能否用光屏来接收呢?二、平面镜成虚像1.演示“水火相容”实验介绍:两支蜡烛一支放在玻璃板前点燃,另一支放在一个烧杯中置于玻璃板后,透过镜子可以看到后面的蜡烛也是点燃的,往烧杯中注水火苗浸没于水中.设计意图激发学生的好奇心,对虚像的概念有一个基本的认识不实际存在的像.学生抽象思维能力较弱,将抽象的虚像概念通过多媒体演示出来,生动呈现虚像的形成过程,学生可以较为直观地感知虚像的含义,从而突破难点.2.平面镜成像原理对于平面镜成的像是靠光的反射形成的,我们能看见物体,是因为有光射入眼睛,我们也能看到物体在平面镜里的成像,成像的光是从哪里来的呢?(1)先给出一个发光点S,然后提问学生:你们知道S能发出多少条光线,方向如何?射到平面镜上的光线有多少条?其实S能向四面八方发出无数条光线,所以射到平面镜的光线有无数条.(2)解释选出一条入射光线,并画出它的反射光线,再选出另一条入射光线,并画出它的反射光线.这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上,会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画出一只眼睛.分析可知:两条反射光线不能相交.当眼睛正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.边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长,得交点S.(3)由上可知:S是S发出的光线经平面镜反射后反射光线反向延长线的交点.但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以S叫虚像.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.虚像不是实际光线会聚而成的.知识拓展实像是实际光线会聚而成的,虚像不是实际光线会聚而成的,实像既可以用眼睛观察到,也可以显示在光屏上,而虚像只能用眼睛观察到,不能在光屏上显示出来.过渡语刚才我们研究了平面镜的成像特点,那么平面镜在现实生活中有哪些具体应用呢?三、平面镜的应用教师提问平面镜在日常生活中有哪些应用.设计意图启发式教学,体现了学生的主体地位.以提问的方式进行,让学生充分思考,学会运用物理知识解释实际问题,使得课堂与生活紧密联系,真正体现了从物理走向生活,从生活走向物理这一教学理念.对光污染的讲解以及鲜明深刻的事例,给予同学强烈震撼,说明物极必反,事物都是具有两面性的哲学思想.学生会回答很多例子.教师对学生所举的例子进行总结,根据平面镜的不同作用进行分类.用来成像教师根据同学举的例子进行讲解从古代到现代的日常生活,医学,室内装潢上.改变光的传播方向教师讲解军事方面,核潜艇上应用到的潜望镜.光污染教师介绍事物都是有两面性的,平面镜虽然用处广泛,但使用不当还会造成光污染.平面镜:反射面是平面的镜叫平面镜平面镜成像平面镜成像的特点像和物大小相等像和物到镜面的距离相等像和物的连线垂直于镜面平面镜成虚像平面镜成像的原理:光的反射定律生活中平面镜成像现象1.平静湖面的上空,一只鸟正冲向水面捕食,它在湖水中的像是(填“虚”或“实”)像,鸟在向下俯冲的过程中,像的大小(填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”).解析:本题主要考查对平面镜成像特点的理解和掌握.一只鸟正冲向水面捕食,水面上出现的鸟的倒影就是鸟在水面上成的虚像,在鸟向下俯冲靠近水面的过程中,鸟与水面的距离变小,但鸟在水中所成的像始终不改变,与鸟的大小相等.【答案】虚不变2.如图所示,在观察平面镜成像的实验中,下列叙述正确的是()A.棋子在平面镜中成的是实像B.棋子在平面镜中成的像比实物大C.棋子与它的像关于镜面对称D.棋子移近平面镜时,像会远离平面镜解析:平面镜所成的像是与物体等大的虚像,A,B错;平面镜成的像和物体各对应点到平面镜的距离相等,并且像和物体各对应点的连线与平面镜垂直,所以棋子与它的像关于镜面对称,C正确;棋子移近平面镜时,像会靠近平面镜,D错.故选C.3.如图所示,请根据平面镜成像的特点,画出物体AB在平面镜MN中所成的像.解析:平面镜成像的特点:像与物大小相等、像与物到镜面的距离相等、像与物连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像;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AB即为AB在平面镜中的像.【答案】如图所示.4.“探究平面镜成像特点”的实验如图所示.在竖立的茶色玻璃板下方放置一把刻度尺,两支相同的蜡烛A和B分别竖立于玻璃板两侧,以蜡烛A为成像物体.(1)用茶色玻璃板代替平面镜,目的是.(2)点燃蜡烛A,从A一侧观察蜡烛B,缓慢移动蜡烛B直到与蜡烛A的像,可以得知像与物大小相同;用刻度尺和笔将A,B所在的位置连接起来,发现像和物的连线与玻璃板,像和物到玻璃板的距离.(3)如果在蜡烛B的位置上放一光屏,无论怎样移动,在光屏上都(填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是像.解析:(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;(2)点燃蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像完全重合为止,发现:物、像大小相等;物、像连线与玻璃板垂直;物、像到玻璃板的距离相等;(3)平面镜所成的像是虚像,所以无论怎样移动,在光屏上都不能承接到蜡烛A的像.【答案】(1)便于确定像的位置(2)完全重合垂直相等(3)不能虚一、平面镜成像1.特点像和物体的大小相等.像和物体到镜面的距离相等.像和物体的连线垂直于镜面.2.原理像是反射光线反向延长线的交点,是虚像.二、平面镜的应用1.成像2.改变光路一、教材作业【必做题】教材第80页动手动脑学物理的1,2,3,5题.【选做题】教材第80页动手动脑学物理的4题.二、课后作业【基础巩固】1.当你在竖直放置的平面镜前用右手写字,且正在往右移动笔时,镜中的像正在()A.用右手写字,往左边移动笔B.用右手写字,往右边移动笔C.用左手写字,往左边移动笔D.用左手写字,往右边移动笔2.如图所示,小柯采用透明玻璃板、蜡烛等器材探究“平面镜成像特点”.下列关于该实验的表述不正确的是()A.实验时选用的两支蜡烛大小应相同B.透明玻璃板摆放应该与纸面垂直C.若把光屏放在B位置,蜡烛的像可以呈现在光屏上D.该实验在较暗的环境下效果更好3.小东以1.5 m/s的速度向挂在墙上的平面镜行进,则镜中的像向他靠近的速度是m/s.小东身高1.6 m,他在镜中的像的高度为m.【能力提升】4.小明在某商场买鞋,他选了一双新鞋在垂直的试鞋镜前试穿,如图所示,但在镜中他看不到自己穿着的新鞋的像,为了看到,他应该()A.弯腰或下蹲B.使身体离镜子远一些C.使身体离镜子近一些D.把穿着鞋的脚抬高一些5.检查视力时,人与视力表的距离要求为5 m,由于医务室房间太小,医生首先将视力表贴在一面墙上,然后在对面墙上正对着视力表挂一大平面镜,视力表到镜子的距离为3 m,检查视力时()A.人应面对镜而坐,人与镜的距离为2 mB.人应面对镜而坐,人与镜的距离为2.5 mC.人应面对视力表而坐,人与视力表的距离为2 mD.人应面对视力表而坐,人与视力表的距离为3 m6.如图所示,某人站在离湖岸边6 m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中完整的像,如果眼距地面的高度为1.5 m,湖两岸均高出湖水面1 m,湖宽40 m,则该树HG的高度为m.7.如图所示,在练功房里,小红同学利用平面镜来帮助矫正舞蹈姿势.画出她的脚上B点的光线经过平面镜后进入人眼A点的光路图.【拓展探究】8.在探究“平面镜成像的特点”时:(1)实验中应选(填“玻璃板”或“平面镜”)和两支(填“相同”或“不同”)的蜡烛及其他器材进行实验,为了便于观察,该实验最好在(填“较明亮”或“较暗”)的环境中进行.(2)为了探究所成的像是虚像还是实像,在成像的位置处放置一光屏,则在光屏上(填“能”或“不能”)观察到镜前点燃蜡烛的像;实验中观察到镜后的蜡烛与镜前蜡烛的像总是重合的,说明像与物的大小是的;两次实验的像与物对应点的位置如图所示,实验中平面镜是放在图中(填“PQ”或“MN”)的位置.【答案与解析】1.C解析:平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,所以当用右手握笔时,在平面镜中看到的是用左手握笔;当握笔的手向右移动时,在平面镜中看到的就是这只手向左移动.2.C解析:本题考查平面镜成像的特点和实验方案.实验中选用两支相同的蜡烛A和B,目的是比较物、像大小关系;在实验中必须将玻璃板竖直摆放,才能确保蜡烛与像完全重合,才能使实验达到效果;物体在平面镜中成虚像,光屏放在虚像的位置上,光屏上不会承接到平面镜成的像,C选项的说法错误.探究平面镜成像实验时,烛焰是成像物体,在明亮的环境中,烛焰和明亮环境的亮度对比度降低,成像不太清晰,故该实验在较暗的环境下效果更好.3.31.6解析:本题主要考查的是平面镜成像的特点,属于基础知识.因为平面镜成像的特点是像与物体大小相等,已知小东身高1.6 m,不管他离平面镜有多近,他在镜中的像高不变,还是1.6 m.已知他以1.5 m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜,由平面镜成像的特点可知,他在平面镜中的像也以1.5 m/s的速度在垂直平面镜的方向上走近平面镜,即像相对于他的速度为3 m/s.4.A解析:根据图示,要想看到镜中的新鞋,就要使眼睛看到新鞋成的像;鞋子反射的光线经过平面镜反射后必须能进入人的眼中,由图可以看出:当弯腰或下蹲时,会看到镜中的鞋.当人靠近、远离镜子或者抬高腿时,反射光线射到人身上光线的位置不变,人仍然无法看到新鞋的像.5.A解析:由题意可知,视力表离平面镜为3 m,根据平面镜的成像特点,像与物到镜面的距离相等,可知视力表的像离镜子也是3 m,所以人离镜子2 m时,视力表的像与人的距离为3 m+2 m=5 m,正好符合要求.6.8解析:本题考查平面镜成像的特点及光的反射.解题的思路是根据平面镜成像的特点就可以作出GH经水面反射后射入人眼的光路图.再根据相似三角形的性质解答.首先作出G,H两点关于水面的对称点G,H,即GH的虚像,然后把人眼和H连接起来作出反射光线,如图所示.根据对顶角相等可知,BOA=AOH,因此RtAOHRtAOB,所以AHAB=OAOA,而由题可知,AB=1 m,OA=40 m-OA,即AH1m=OA40m-OA,根据同位角相等可知,BOA=DBC,而BOA=AOH,因此DBC=AOH,所以RtAOHRtCBD,所以AHCD=OABC,而由题可知,CD=1.5 m,BC=6 m,即AH1.5m=OA6m,由式可得OA=4AH.把式代入式可得AH1m=4AH40m-4AH,解得AH等于0或等于9 m,根据题意可知AH=9 m,而AG=1 m,所以GH=AH-AG=9 m-1 m=8 m,即该树HG的高度为8 m.7.如图所示.解析:根据平面镜成像的原理可知,反射光线好像是由像点直接发出,所以作出B点关于镜面的对称点B,即为像点,再连接像点B与A,即可得到入射点,再连接B与入射点即为入射光线.8.(1)玻璃板相同较暗(2)不能相同PQ解析:(1)为了确定像的位置,实验中要使用透明的玻璃板.两支蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两支蜡烛相同是为了比较像与物大小关系.在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在比较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向玻璃板的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮.所以在比较黑暗的环境中进行实验最好.(2)因为光屏只能接收实像,不能接收虚像,所以光屏不能接收到烛焰的像,说明平面镜成的像是虚像.实验中观察到镜后的蜡烛与镜前蜡烛的像总是重合的,说明像与物的大小是相同的;因为平面镜成像特点中的像与物体对称,所以实验中平面镜是放在图中PQ的位置.平面镜成像是光的反射的重要应用,是光现象中很重要的一部分内容.平面镜成像的现象在生活中经常见到,学生对此并不陌生,也很感兴趣,但对成像规律和特点往往停留在感性认识的基础上,缺乏较理性的认识和科学的探究.教材在处理这部分内容时,突出了以下几点:1.突出学生的自主探究.基于初二学生探究基础和知识储备实际情况,教材直接给出了定位像的方法,在此基础上,要求通过学生的自主学习,探究平面镜成像的位置和大小特点.并且通过课后作业的形式布置了探究凸面镜和凹面镜成像特点的任务,把课内探究和课外探究有机地结合在一起.2.本课主要围绕科学家在科学探究时从问题实验问题实验结论的过程.教学中教师要合理引导,防止出现学生盲目探究,在学生遇到问题时,教师要在思考方向上给以启发、点拨,最后还是由学生自己去思考,去解决.【本课不足之处】1.对基础差的学生关注不够,他们在合作探究的过程中遇到的困难会很多,可是由于在课堂上需要面对的是大多数学生,另外在课堂上时间有限也是一个原因,如果是小班制授课