光和眼睛3.3探究平面镜成像特点

探究平面镜成像特点1．教学目标◆知识与技能⑴知道平面镜成像的特点，会应用平面镜成像的特点分析解释简单的现象。⑵知道什么是凹面镜和凸面镜以及它们对光线的作用。◆过程与方法⑶经历用实验探究平面镜成像特点的过程，重点培养设计实验和观察比较得出结论的能力。⑷学习用“等效替代”的方法确定虚像的位置、比较像与物的大小。◆情感态度与价值观⑸尽管平面镜所成的像是虚像，我们却可以用实验的方法研究它的特点，从中体会到成功的喜悦和科学方法的神奇。⑹平面镜和球面镜在生活中应用很普通，可以解决生活中的许多实际问题，从而激发学生学习物理知识的兴趣。2．教材说明本节主要内容有：探究平面镜成像的特点，了解平面镜成像特点的应用，认识凹面镜和凸面镜。关于平面镜成像，学生既熟悉又好奇，对平面镜成像特点怀有强烈的探究愿望，这是学生学好本节的基础。从知识体系上来看，平面镜和球面镜是上一节光的反射现象的重要应用；另外通过本节课的学习，学生初步建立“像”的概念，为进一步学习凸透镜成像奠定基础。本节的编写思路是：开头用几幅画面，从生活现象入手，引入平面镜，感性认识平面镜成像。“活动1”引发学生进一步思考平面镜成像：平面镜所成的像与物体之间有什么关系呢？于是接下来安排了“活动2”，实验探究像与物到平面镜的距离、像与物的大小之间的关系，归纳总结出平面镜成像的特点。知道了平面镜成像的特点，再介绍平面镜在生活、生产、科技方面的应用，并进一步学习球面球及其应用。与传统教材相比，本教材在探究平面镜成像特点之前，增设了问题情境（活动1），激发学生探究平面镜成像特点的心理动因。本教材删去了平面镜成像的原理及球面镜对光线作用的有关光路图，原因是这些内容抽象难懂，学生掌握起来比较困难，实用价值又不是太大；而用较多的篇幅介绍平面镜和球面镜的应用，密切教材内容与生活实际的联系，有利于增强学生的学习兴趣。本节教学重点：学生对平面镜成像怀着浓厚的兴趣，探究平面镜成像特点的实验方法非常巧妙，让学生经历“探究平面镜成像特点”的过程，能够很好地培养学生的探究能力，使学生领悟其中的科学方法，增强学生对科学实验的兴趣。所以平面镜成像特点的探究过程，是本节教学的重点。本节教学难点：在探究平面镜成像特点的过程中，实验的设计方法学生难以想到，对于初学者来说也不易理解，实际操作起来又较为复杂，所以该实验的设计与操作是本节教学的难点。3．教学建议本节课应把主要精力放在“探究平面镜成像特点”的过程中，让学生充分经历探究过程，感悟科学方法，体会到在司空见惯的日常现象中蕴含着重要的科学规律，将“过程与方法”、“情感态度与价值观”目标真正落到实处。本节课的引入，既可以让学生观看教材中的图片（教材图3-25）；教师也可以事先从网上下载一些有关平面镜成像的有趣、有用、美丽的图片，课上用多媒体投在大屏幕上，激发学生的兴趣；还可以给学生每人发一块平面镜，让学生把玩，观察平面镜和自己的像。对于什么是“平面镜”，要让学生知道它实质是一个表面光滑的反射平面，由于光的反射而成像。至于什么是“像”，可利用学生的生活经验，结合具体实例，把学生头脑中的前概念迁移过来，予以明确即可，例如：镜子里的那个“你”，就是你的像。不必探讨像的成因、像的定义等。探究平面镜成像规律活动1镜前观像“活动1”的目的是让学生由生活中无意识地照镜子，到有意识地研究照镜子，引导学生思考像与物的关系。教学时让学生观察教材图3-26，针对教材中的问题“哪一个是该同学的像”，让学生充分讨论、猜测，乃至争辩，并让学生说出判断的理由。学生可能从像与物的对应点离镜面的远近、左右位置关系等方面进行判断，教师不置可否，留有悬念，以激发学生进一步探究平面镜成像的特点。活动2探究平面镜成像的特点对于活动2，建议从以下4个方面进行教学。⑴明确实验目的结合“活动1”中学生的讨论发言，教师总结、引导：同学们在讨论中都认为平面镜中的像与镜前的物体有关系，并且对像与物的关系做出了种种猜测。其实要研究像与物的关系，首先要搞清楚两点：①像的位置问题，即像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系？②像的大小问题，即像的大小与物体的大小是否相等？教师可把以上两个问题板书下来，以明确活动目的。对于“平面镜所成的像能否呈现在光屏上”，不是下一步设计实验的重点和难点，所以这里可以暂且不提，以免冲淡重点，等到安排学生进行实验时，教师直接告诉学生即可。⑵设计和进行实验这个实验若让学生独立设计，将是非常困难的。教学时可以让学生阅读教材，按照教材中的步骤进行实验，不过这样处理，学生往往认识不到用玻璃板做实验的好处，对于“等效替代”这一巧妙的方法体会不够深刻，也不利于培养学生设计实验的能力。建议采取以下两种教学方法：方法1：教师点拨、引导，师生共同设计实验。关于“像在哪里”：先不给学生玻璃板，让学生用普通平面镜做实验，尝试确定像的位置，学生碰了“钉子”、有了体验后，教师问学生：有什么困难？学生摆出了困难，然后教师出示玻璃板和另一支蜡烛，让学生利用它们想办法、出主意，确定像的位置。在学生充分思考、讨论、回答的基础上，教师总结（如果有学生能够总结当然更好），明确具体的实验方法：拿一支与前面蜡烛等大的蜡烛，放在玻璃板后面并移动，左右移动头部，直到看上去它跟前面蜡烛的像位置重合，则后面这支蜡烛的位置就是像的位置。教师（或发言的学生）边说明边演示具体做法，让全体学生真正弄懂实验方法，并体会其中蕴涵的科学方法。关于“像与物体的大小是否相等”：让学生接着上面的思路继续讨论：怎样比较像与物的大小呢？教师视情况学生回答的情况点拨，如：像与镜前的蜡烛相距较远，容易比较它们的大小吗？……对玻璃板后面放置的蜡烛大小有什么要求？方法2：让学生自选器材，合作探究。提供的器材：平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛、火柴、刻度尺。可以用下面的问题提示、引导：①把点燃的蜡烛放在平面镜前，观察镜中的像，你能找到镜后像的确切位置吗？②换用玻璃板做上面的实验，再借助另一支蜡烛，你能找到镜后像的确切位置吗？③你怎样比较像与物的大小及像与物到镜面的距离？④将一张纸放在像的位置上，在纸上能呈现出像吗？学生在上面问题的启发引导下，讨论实验，进行自主探究。为保证实验取得良好的效果，实验要注意以下几点：①玻璃板宜选用薄一些的，因为用厚玻璃板做实验，可能会看到两个不重合的虚像；②为了准确地标记物、像、镜的位置，实验前在桌面上铺一张颜色较深的纸；③玻璃板的放置一定要与桌面垂直；④点燃玻璃板前的蜡烛，但不要点燃玻璃板后面的蜡烛。⑶实验结论——平面镜成像的特点平面镜成像的特点是：像与物到镜面的距离相等，像与物的大小相等，像与物关于镜面对称，平面镜所成的像不能呈现在光屏上。得出平面镜成像的特点后，可结合具体实例介绍什么是“实像”和“虚像”：平面镜所成的像不能呈现在光屏上、只能用眼观察到，是虚像；放电影时，银幕上的像是实际光线照射形成的，能呈现在银幕上，是实像。另外，为便于学生记忆平面镜成像的特点，可以将其概括为八字口诀：“等距、等大、对称、虚像”。学了平面镜成像的特点，可适当安排一些例题和练习。例题：如图所示，作出AB在平面镜中的像。AABBMNB′A′图图ACB图解析：由A向镜面作垂线AM，延长AM至A，使A＝AM，则A即为A点在平面镜中的像。同理作出B点的像B′。连接A′B′，就得到了ACB图练习：①小明身高1.7m，站在平面镜前1m处，他在镜中的像多高？他与像间的距离多远？当他走近平面镜时，像的大小和位置是否变化？如何变化？②如图所示，作出⊿ABC在平面镜中的像。最后回扣到“活动1”：让学生根据平面镜成像的特点，重新回答“活动1”中的问题，并说明原因。对于人体上的每一点来说，平面镜中的像点都与物点对称，物点距离平面镜越近，则对应的像点距离平面镜亦越近，通过观察比较可知，教材图3-26中的D图是该同学在平面镜中的像。平面镜的应用平面镜在生活及生产实践中有广泛的应用，除教材中提到的外，可以由学生或教师再列举一些，如：有些房间安装的装饰用平面镜，使房间显得更宽敞；牙医用的小平面镜，可以帮助医生看清病人口腔内的牙齿；还有一些精密仪表，在指针后面的刻度盘上有一条平面镜，保证观察者的视线与刻度盘平面垂直，以减少读数误差等。还可以让学生课下在网上收集有关信息，与同学交流。关于潜望镜的道理，教师要引导学生理解它的光路：来自物体的光线经第一个平面镜反射后照到第二个平面镜上，再经第二个平面镜反射进入人的眼睛，于是人眼看到了物体。可以让学生利用两块平面镜，观察自己的后脑勺或后背，以加深理解。在此不要介绍二次成像问题。各种面镜关于凹面镜和凸面镜，让学生常识性了解即可。为激发学生的学习兴趣，可以先让学生对着不锈钢勺子的凹面和凸面观看自己的像，让学生提问题。然后教师介绍：什么是凹面镜和凸面镜；它们对光线各有怎样的作用；在生活实际中各有哪些应用。凹面镜对光线的会聚作用、凸面镜对光线的发散作用，可以用光具盘和配套仪器演示。如果没有专用仪器，可这样来做：在纸盒（一面开口，便于观察）上平行划三道间距相等的窄缝，把球面镜放在盒子里，盒中充些烟雾，然后让窄缝正对着太阳光（也可以用三只激光笔或投影仪做光源），调节球面镜的位置，就可以清楚地看到凹面镜使光线会聚或凸面镜使光线发散的光路。关于太阳光的利用，可参考本章“课程资源”之“2.利用太阳光作平行光源”。需要指出的是，这里只让学生观察、体会球面镜对光线的作用，不要求画有关光路图。4．教学评价●课堂测评1．在探究平面镜成像特点的实验中，为什么用玻璃板代替平面镜？你是怎样确定像的位置的？你是如何比较像与物大小的？2．一只小鸟在平静的湖面上方飞过，湖面映现出小鸟的(选填“实”或“虚”)像，当小鸟距水面3m时，该像距小鸟m。3．视力检查时要求被测人与视力表间隔5m。小明借助一块平面镜检查视力（如图所示），则他应坐在镜前m处。图中小明正在用手示意他所看到的“E”字朝向，其示意方向应与视力表中“E”字的实际朝向（选填“相同”或“相反”）。图图图图4．张颖在探究平面镜成像的特点时，将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的上面，如图所示，再取两段等大的蜡烛A和B一前一后竖放在刻度尺上……⑴刻度尺的作用是便于比较；⑵取两段等大的蜡烛，是为了比较；⑶移去蜡烛B，并在其所在位置放一光屏，则光屏上呈现出蜡烛A的像（选填“能”或“不能”），这表明。图图5．如图所示，AB是物体，图图6．如图所示，医生检查病人的耳道时，所戴的面镜是凹面镜、还是凸面镜？为什么？【参考答案】图1．玻璃板既能像平面镜一样成像，又能透过它看到后面的物体，便于确定像的位置。拿一支与前面蜡烛等大的蜡烛，放在玻璃板后面并移动，直到看上去它跟像的位置重合，则后面这支蜡烛的位置就是像的位置。因为玻璃板后面的蜡烛与前面的蜡烛大小相同，所以通过比较后面蜡烛与像是否完全重合，就能知道像与物的大小是否相等。图2．虚63．2相同4．⑴像与物到镜面的距离⑵像与物的大小⑶5．连接A或BB，作线段A的垂直平分线即为镜面的位置。如图