导学案：4.3 平面镜成像（学生版）

学而优教有方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】阅读教材第96页第3节《平面镜成像》，并完成以下内容：1.平面镜成像的原理是：光的定律。2.平面镜成像的特点：平面镜所成的像为正立的像（填“虚”或“实”）像，像的大小与物体的大小，像和物体到平面镜的距离，像和物的连线与镜面。利用数学对称知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面。3.球面镜分为镜和镜。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，能起到视野的作用。凹面镜使平行光束，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【提出问题】当你站在平面镜前，就会看到平面镜里有一个一模一样的“你”，这就是你的像。当你走近平面镜，它也向你走来；当你远离平面镜，它也随之远去；当你举起左手，它却举起了右手。平面镜所成的像与物体之间存在着什么样的关系？平面镜成像有何特点?【实验思路】探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。如何设计这个实验呢?我们可以按如下思路进行探究。用一块作为平面镜，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它的位置与像的位置。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。确定了像的位置，再比较像跟物体的和的关系，这样就可以得到平面镜成像的特点了。【实验过程】（1）如图所示，在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。将点燃的蜡烛放置在玻璃板前，通过移动未点燃的蜡烛，找到点燃蜡烛的像的位置，在纸上标记蜡烛和像的位置。测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在下表中。（2）移动点燃的蜡烛，多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛的像的大小是否随蜡烛位置的改变而变化。（3）换用长度不同的蜡烛，再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛的大小是否相同。实验数据记录表格：次数蜡烛到平面镜的距离/cm像到平面镜的距离/cm130°30°245°45°335°35°【分析论证】①A与B是完全相同的两根蜡烛，直到从玻璃板前面看到蜡烛B好像在点燃着一样，即B与A的像完全重合。分析像与物的大小关系，归纳结论：平面镜所成像的大小与物体的大小。②用铅笔在白纸上画出平面镜以及蜡烛A和蜡烛B的位置，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。发现像和物体到平面镜的距离。③用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角，发现像与物的连线与镜面。④移去镜后的蜡烛，在此位置放一张白卡片，发现白卡片上没有像，表明该像是像。综合以上分析，归纳出实验结论：平面镜成像的特点：平面镜所成的像为正立的虚像，其大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。根据数学对称知识，平面镜成像的规律也可表述为：平面镜所成的像为正立的虚像，像与物体关于镜面。【交流与评估】①在实验时，无论怎样在桌面上移动后面的蜡烛，都无法与前面蜡烛的像完全重合，可能的原因有哪些？②在实验的过程中，发现玻璃板后面出现了两个像，原因可能是什么？③为什么准备两支完全一样的蜡烛？④为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜？【归纳】①玻璃板与水平桌面没有放置。②因为玻璃板有一定的厚度，有个反射面都能成像。③准备两支完全一样的蜡烛是为了比较像和物的大小关系，这种研究方法叫作法。④用平面镜不能确定像的位置，而用玻璃板既可以成像，又可以确定像的。2.根据平面镜成像特点作图（对称法）（1）作图方法：如图所示，过S点作平面镜的垂线，交平面镜于O点；在另一侧截取S′O=OS，S′即为S的像。（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：入射、反射光线用线；虚像、法线、像与物的连线以及辅助线都用线；实物和虚像都要标上箭头或字母。【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´。【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”）。探究二、平面镜成虚像1.平面镜成虚像【想一想】在上面的实验中，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但是，我们却看到平面镜后面好像有烛焰。这是为什么？【做一做】在上述实验中，在玻璃板的后面像的位置B处放一张白纸时，观察（可在C处）白纸上面有没有烛焰的像？发现白纸上面没有烛焰的像。【思考】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？我们通过作图来分析，平面镜的像是怎么形成的？（1）画图分析①在黑板上画出平面镜，前面放置一个发光点S，S发出的光会射到平面镜上并被反射。②画出一条入射光线，并画出它的反射光线，再画出另一条入射光线，并画出它的反射光线。③想一想：这两条反射光线的传播方向能否相交？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？进行分析，归纳得出虚像的概念。①这两条反射光线相交（选填“能”或“不能”）。②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。③S′是S发出的光线经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点。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′叫作像。④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。（2）虚像：平面镜所成的像是反射光线的相交而成的，不是实际光线相交而成的，称为为虚像。2.实像与虚像（1）实像：实像由光线会聚而成的，用光屏承接（选填“能”或“不能”），人眼可以直接看到。（2）虚像：由实际光线的线会聚而成，用光屏承接（选填“能”或“不能”），人眼通过光学器件才能看到。【例题3】如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。下列说法中正确的是（）A．将蜡烛A远离玻璃板，像会变小B．决定平面镜成像大小的因素是镜子的大小C．平面镜所成的像是实像，能用光屏接收到D．平面镜所成的像是虚像，不能用光屏接收到，但能用眼睛直接观察探究三、平面镜的应用1.利用平面镜成像【想一想】在生活中，有哪些应用平面镜成像的事例？【小结】平面镜的使用历史悠久，古代人们用磨光的铜面作为镜子。现代生活中，我们都离不开镜子。舞蹈室里用来矫正动作的是平面镜；医生用来检查牙齿的小镜也是平面镜。2.利用平面镜改变光的传播路径例如，潜望镜是指从海面下伸出海面，用以窥探海面上活动的装置。其构造与普通地上望远镜相同，但另加两个平面镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜常用于潜水艇、坦克内用以观察敌情。潜望镜用平面镜来扩大视觉空间3.利用平面镜来扩大视觉空间如客厅墙上装平面镜，能让我们的视觉空间是实际空间的两倍；在狭小的房间进行视力检查时，我们可以看视力表在平面镜中的像，在商场里，装有平面镜可以增加顾客视觉上商品的数量。如图所示。4.凸面镜和凹面镜【阅读】课本第99页“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】生活中常见到凸面镜和凹面镜。不锈钢勺子的里、外两个表面就相当于镜和镜。（1）凸面镜的特点及应用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，对光线有的作用。汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜，凸面镜能起到的作用。凸面镜对光发散凹面镜对光会聚（2）凹面镜的特点及应用凹面镜的表面是凹进去的，能够光线。当平行光线射到凹面镜后，光会聚于一点（叫焦点）。凹面镜对光线有会聚作用。汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶都利用了凹面镜的特点。【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。【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】【课堂练习】1.一只小猫在平面镜前欣赏自己的全身像，此时它所看到的全身像应是图中的哪一个？（）ABCD2．一只小鸟在离湖面5m的上空飞行，若湖深为3m，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”）。

3.4．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5．如图所示，请画出B点的人眼通过水而看到A点蜻蜓的像的光路图。6.在探究平面镜成像