初二【物理(人教版)】平面镜成像(第二课时) 教学设计

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课程基本信息课例编号学科物理年级8年级学期第1学期课题平面镜成像（第二课时）教科书书名：物理八年级上册出版社：人教版出版日期：2012年6月教学人员姓名单位授课教师指导教师教学目标教学目标：知识目标：知道物体关于平面镜成的像为虚像；知道平面镜成像的原理是光的反射；知道凹面镜和凸面镜对光的作用。能力目标：通过作光路图的方法，能运用光的反射定律确定像的位置；通过学习和模仿，尝试用物理语言解释平面镜成像的典型实例。情感目标：乐于交流，敢于表达，勤于操作；感受物理思维的巧妙并获得成就感；体会“物理是有用的”。教学重点：运用平面镜成像的特点解释相关现象。教学难点：利用作光路图的方法作出物体在平面镜中所成的虚像。教学过程时间教学环节主要师生活动1分钟7分钟5分钟4分钟5分钟2分钟引入平面镜成像的原理和性质平面镜的应用——成等大等距的像平面镜的应用——改变光路凹面镜和凸面镜课堂小结和布置作业【导入】上节课我们一起探究了平面镜成像的特点。得到平面镜所成像与物体大小相等，像与物到镜面的距离相等以及像与物连线与镜面垂直等特点。今天我们来继续学习平面镜成像的其它内容。【问】将一支点燃的蜡烛放在平面镜前。我们可以清晰地看到镜中蜡烛的像，大家思考：这个像究竟是如何“被我们看到”的呢？【答】镜子里的蜡烛发出了光，光进入眼睛，我们就看到它了呀！【答】不对。平面镜背后都有一层不透光的涂层，光不能穿过镜面。【问】是呀，光进入眼睛，我们才能看到物体。可光束不能穿过此平面镜，镜后也没有蜡烛，我们为什么会看到平面镜后有蜡烛呢？从光源s发出的光到达平面镜后发生了什么？被我们接收到的光是如何传播进入眼睛的呢？【展示】平面镜前的光源向四面八方发光，其中的一部分光照射到平面镜上发生反射。如果我们在这部分反射光的范围内，有光进入眼睛，就会看到物体的像。【作图】现在我们尝试着，利用光的反射定律画出反射光路图。先画出从光源某点S发出并射向平面镜的任意两条光线，根据光的反射定律，可以确定与之对应的反射光线方位。大家看这两条光线是发散的，没有交点；但它们的反向延长线却会交于一点S。S’点是否就是光源S的像呢？我们再画一条从光源S点发出并射向平面镜的光线。根据反射定律，画出这条光线的反射光线以及它的反向延长线，发现：这条反射光线的反向延长线仍然会通过S点。这就说明，光源S射到平面镜的光，其反射光线的反向延长线都要会聚到S点。S点就是我们看到光源S点的像。所以，平面镜成像的原理是光的反射。【总结】由于平面镜后并不存在发光点S，它不是实际光束的会聚点，进入人眼的光也并非是从S点发出的。我们把这种由光的反向延长线会聚而成的，实际光线不能到达的像叫做虚像。虚像不能被光屏接收到。【提问】前面我们根据光的反射定律，利用画光路图的方法，确定了发光点S在平面镜中成的像S点的位置，如果发光体不是一个点，而是有一定长度的物体，我们应该怎么办呢？如图所示，MN为平面镜，AB为放在镜前的物体。怎样做出AB关于平面镜MN的虚像呢？【作图】我们依然可以采用画光路图的方法确定发光体AB上任意几点在平面镜中的像。例如，先确定A点在镜中的像：画出从A点发出并射向平面镜的任意两条光线，根据光的反射定律，画出反射光线以及它们的反向延长线，交点即为A的像A点。同理，画出从B点射向平面镜的任意两条光线，还是根据光的反射定律，画出对应的反射光线，并画出它们的反向延长线，交点即为B的像B点。连接A’B’，即为物体AB关于平面镜MN所成的虚像。【提问】有没有简单一些的方法呢？【作图】由平面镜成像的特点可知，像与物关于镜面对称。所以我们可以先做出A点关于镜面MN的对称点A’。由A向平面镜MN引垂线，O为垂足，用刻度尺测量出A点到MN的距离，即AO的长度；延长AO至A’，使OA’的长度等于AO。A’就是A点关于平面镜MN所成的虚像点。同理，做出B点关于镜面MN的对称点B’。用虚线连接A’和B’。那么A’B’就是AB关于平面镜MN所成的虚像。【注意】请同学们注意，在作图过程中，所有的辅助线请画虚线；由于平面镜所成的像为虚像，一般也用虚线表示。【作图】同样道理，如果平面镜MN水平摆放。我们也可以用类似的方法做出物体AB关于平面镜所成的虚像A’B’。【提问】图中展示的是颐和园内十七孔桥附近的美景。平静的湖面作为平面镜，呈现出十七孔桥的虚像，也就是我们说的“倒影”。倒影的意思，是平面镜成倒立的像吗？【提问】将照片逆时针转动90度，同学们你们看到了吗？现在，你还会认为平面镜能成倒立的像吗？【回答】所谓水中倒影，只是平面镜所处的位置位于物体下方，像看起来“倒立”。实际上，像与物依然关于平面镜对称，像依然是正立的。【作图】如果只给出了物体和像，根据平面镜成像的特点，我们也能找到平面镜的位置：连接相应的物点和像点，由于像距等于物距，所以连线中点处即为平面镜所在的位置。【播放视频】大自然鬼斧神工，创造出许多奇妙的平面镜成像视觉盛宴。让我们一起来欣赏。【应用1】虽然平面镜所成的像是虚像，但是它对我们生活确有重大意义。早在很久之前，先人们就知以铜为镜，可正衣冠。青铜镜在我国被使用了三千余年，直到清朝末年才被玻璃镜代替。随着社会的发展，科技水平的提高，平面镜的用途也越来越广泛。除了日常生活我们对着镜子穿衣、化妆等，平面镜还在很多方面有其特殊的应用。比如，牙医帮我们检查牙齿时所用的口腔检查镜就是一小块平面镜。由于平面镜能呈现出与物体等大等距的像，给人一种扩大空间的视觉效应。所以在近些年，家庭、商店、办公室等以镜面作为墙面的装潢设计颇受欢迎。【练一练】检查视力的时候，我们也会用到平面镜成像呢！如图所示，视力表放在被测者头部的后上方，被测者需要识别对面墙上镜子里的像。已知视力表距离平面镜2.7米，距离被测者0.4米。那视力表在镜中的像与被测者相距多远呢？【回答】首先来找视力表在平面镜中的像。由平面镜成像的特点可知，像与物关于镜面对称。所以，像到平面镜的距离等于视力表到平面镜的距离等于2.7米。而人到平面镜的距离为2.7米减0.4米，即2.3米，所以，人到平面镜中视力表的像的距离为2.7米加2.3米，即5米。【提问】请大家继续思考：与不用平面镜的方法相比，这样安排有什么好处呢？【回答】很多时候空间有限，我们就可以利用平面镜成像“扩展空间”，在较小房间内检查视力。【播放视频】轻松一下，咱们来看个小魔术。这是一个魔盒，里面空无一物。但是魔术师却能从中取出物品。你能猜到这个魔盒的秘密吗？【揭秘】魔盒的秘密就是其中一块倾斜放置的平面镜。镜子的反光面对着观众，使观众虽然只能看到盒子的一半空间，但却在平面镜成像的帮助下认为自己看清了盒内的全貌。魔术师在平面镜的后面提前放置好物品，成功达到让物品“隐身”的效果。【播放视频】将镜面排成合适的阵列，就可以组成“镜子迷宫”。这种身边有若干个“自己”的感觉你想不想体验一下呢？【做一做】同学们在家也可以简单取材，制作平面镜成像趣味小实验。例如，你将两块平面镜竖直放置在桌面上，并摆放成不同角度，会看到什么呢？【做一做】传统玩具万花筒就是利用角镜成像的典型例子。摇一摇筒身，你可以在看到千变万化的“景象”。下面就跟着老师一起自制一个万花筒吧。需要使用的器材如上：【播放视频】将三条镜面用胶布贴好，组成等腰三角状；将它放在大小适合的纸筒中，被观察的装饰物用盖子封严放置在筒前，筒后扣好盖子。眼睛凑近筒后的小孔处，转动万花筒，看看有什么神奇的变化吧！【应用2】平面镜除了可以呈现与物体等大等距的虚像外，很多时候它还被用来改变光路。例如，生物课上用的显微镜，其载物台下方的反光镜，其中一面就是平面镜。它能反射外界的光，增加显微镜内的通光量。老式投影仪的顶部也装有平面镜。它可将通过幻灯片的光反射后投影在屏幕上。【展示】军事上也会用到平面镜。例如，海军在驾驶潜艇时，用于观察海面动态的潜望镜也与平面镜有关。简易潜望镜的原理很简单，如图所示：其核心部件就是两片相对放置的平面镜。光源发出的光经平面镜两次反射后进入人的眼睛。平面镜改变了光的传播路径，从而让海面下的人观察到了海面上的情况。【说】平面镜不仅仅在日常生活、娱乐、医疗、军事等方面不容小觑，它还能在大科学工程上发挥重要作用呢！塔式太阳能电站就是其中一例。它是将平面镜组成阵列，被平面镜反射的太阳光集中到发电站中央的熔盐塔上，进而被有效利用转化为电能的。【想一想】世居云南西双版纳的傣族是一个爱水的民族。傣族水井建筑颇具匠心，各村寨都有各种形状的水井塔。有些井罩内挂有平面镜。请大家结合平面镜应用的知识想一想，井罩内的平面镜是做什么用的呢？【回答】我想这是为了增加井罩内光线，观察井水用的吧。【球面镜】生活中除了平面镜之外，还有凹面镜和凸面镜。顾名思义，这两种镜面并不平整，而是球面的一部分，故也被称作“球面镜”。【做一做】请你举起事先准备好的不锈钢勺子，观察自己在勺子里的像。把勺子反过来用背面再看一看呢？勺子的两个面可以分别看作是凹面镜和凸面镜。【凹面镜】先来看凹面镜的原理及其应用。前面提到过，在显微镜载物台下方的反射镜，其中一面为平面镜，另一面则多为凹面镜。在光线较暗时使用凹面镜一侧加大显微镜通光量，效果比使用平面镜更好。当一束平行光照射在凹面镜上时，我们看到反射光在镜前交于一点。这说明凹面镜对光有会聚作用。【说】正是利用凹面镜对光有会聚作用，人们制造了太阳灶，它将太阳能收集起来用于烧火做饭，不仅节能，还清洁无污染。【播放视频】在炎炎夏日中，普通家用太阳灶能在短短数秒内使中心处的温度升至200多摄氏度，其聚光能力可见一斑。【说】国之重器，中国天眼——坐落在贵州的500米口径球面射电望远镜，其用于接收来自遥远宇宙微弱信号的部分，就是由4000余块反射面板组成的。【提问】手电筒、汽车车灯里面也有凹面镜。它们的作用是什么呢？【回答】光路是可逆的。如果在凹面镜前放置光源，光源发出的一部分光经过凹面镜反射后近似一束平行光射出。手电筒和汽车车灯上的凹面镜使光源发出的一部分光变为平行光，照射到更远的地方。【凸面镜】我们再来看看凸面镜对光的作用。依然是一束平行光，当它照在凸面镜上时，反射光不再会聚为一点，而是向四面八方发散开。这说明凸面镜对光有发散作用。我们利用凸面镜的特点制成了汽车后视镜和路面广角镜，他们可以有效的扩大的视野，减少交通事故带来的意外伤害。【课堂小结】同学们，我们今天学习和了解的内容就是这些。现在我们来总结一下这节课所学的知识。平面镜的成像原理是光的反射。我们不仅知道物体在平面镜中所成的像与物大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，通过今天的学习我们还知道，物体在平面镜中所成的像为虚像。平面镜中的虚像是由反射光线的反向延长线会聚而成的。所以，