初二【物理(人教版)】平面镜成像(第一课时) 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(第一课时)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：知道平面镜成像的特点；能运用平面镜成像的特点解释相关的现象。能力目标：通过做实验，经历确定成像位置以及比较像与物大小和距离的过程；通过观察实验现象和收集实验数据，尝试用物理语言归纳实验结论。。情感目标：在解决问题的过程中乐于交流，敢于表达，感受物理思维的巧妙并获得成就感；在实验和分析的过程中，初步形成实事求是的科学态度。教学重点：探究“平面镜成像的特点”实验教学难点：探究“平面镜成像的特点”实验教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟5分钟11分钟2分钟1分钟引入探究准备实验探究：平面镜成像的特点活动与答疑课堂小结和布置作业【导入】老师先来给大家表演一个小魔术：浇不灭的蜡烛。【播放视频】将点燃的蜡烛放在透明烧杯中，缓缓向烧杯中注水，直至淹没火苗。【问】蜡烛为什么没有被浇灭呢？【答】所谓浇不灭的蜡烛，其实只是镜前蜡烛关于平面镜成的像。【引导】梳妆镜、穿衣镜、浴室镜，这些家中常见的镜子通常都是在平面玻璃后加金属涂层制造而成的，成像非常清晰。除了镜子外，平静的水面，平整的玻璃表面，光洁的地板表面等都可以成像。请同学们观察图片，并结合自己的生活经验，猜想：平面镜成像有哪些特点。【猜想】（男）显而易见，像肯定和镜前的物体一样大呀（女）不见得吧，我练舞时从大镜子里看自己，感觉都比本人小一些呢（男）可能是因为你离镜子比较远。（女）物体与镜子之间的距离会影响像的大小吗？会影响像的位置吗？【启发】同学们表达了自己的观点，也提出了困惑。像与物真的等大吗？当物体靠近或者远离平面镜时，像的位置会随之改变吗？【问】下面咱们就一起来探究：平面镜成像的特点。先来思考几个问题：实验时，我们应该选择什么样的镜面？怎样确定像与物体的关系？镜面又应该如何放置呢？【答】如果选择带金属涂层的平面镜，可以看到它成像非常清晰，但是当我们将手伸到镜后想对像进行测量和比较时，发觉视线完全被不透光的镜面挡住了。所以不透光镜面的成像只可观，不可测。为了同时看到平面镜成像和镜后的情况，我们选择透明玻璃板代替不透光的平面镜。但其成像不太清晰。本实验为了成像更加清晰，我们选用的是半透明的薄玻璃板。【问】如何比较像与物的大小呢？【播放视频】如果将镜前的物体移动到镜后，试图与像进行对比，会发现镜中的像随物体一起消失了。所以，我们的方法是，再取一个与镜前物体A一模一样的物体B。保持镜前物体A不动，而是将物体B移到镜后，与A所成的像进行比较。【说】再来说说如何比较像与物的位置关系。在平面镜成像中，物到平面镜的距离叫做物距；像到平面镜的距离叫做像距。【播放视频】实验过程中，如果想获得像与物的位置关系，我们需要用笔将物体和像的位置标记在纸上，以方便后续观察和比较。【说】细心的同学已经发现了，实验中的玻璃板都是用支架固定在桌面上的。这样做的目的是为了让镜面与桌面相垂直。如果实验时镜面前倾，我们看到像“悬在空中”无法与镜后物体进行对比。相应的，如果实验时镜面后倾，我们看到像“下沉”到桌面里，也无法与镜后物体进行对比。【手指屏幕说】用两个三角形支架将玻璃板支撑好后，还应用三角板确认其与桌面相垂直。【手指屏幕说】至此，我们根据需求准备了如图所示的实验器材：带支架的玻璃板、大小相同与不同的物体若干、坐标纸、三角板等。【播放视频】实验开始前，先在平整的桌面上铺一张坐标纸。用笔和尺在坐标纸中央位置处画一条直线。将带支架的玻璃板放置在坐标纸上，让玻璃板前表面与直线对齐，再用三角板确认此时玻璃板与桌面相垂直。【说】实验探究一：像与物体的大小关系。我们需要比较像与物体的大小，以及当物体大小发生变化时，像的大小是否也会随之改变。实验表格设计如上。【播放视频】取两个完全相同的红色蜡烛形物体，一个放在镜前，将另一个移到镜后并调整位置，从不同角度观察，发现镜后物体可以和像完全重合！更换大一些的镜前物体，用刚才的小物体与此时的像对比后发现，两者不能重合；若换成与镜前完全同样的物体，调整位置并从不同角度观察，发现镜后物体与像又可以完全重合！类似的，更换更大的物体再做一次实验，你看到了什么现象呢？【答】我们观察到：当物体大小发生变化时，像的大小也随着变化。且镜后物体总能与镜前物体的像完全重合。由此得到第一个实验结论，即像与物大小相等。【说】请同学们注意：在实验中，我们不仅要从正面，而且还要从不同侧面去观察像。只有从各个方向都观察到物体B与像完全重合，我们才能说平面镜所成像与物体大小相等。【说】实验探究二：像与物体的位置关系。这次我们需要改变物体到平面镜的距离。找到像的同时标记物与像所在位置。实验表格设计如上。【播放视频】将物体A放置在玻璃板前，取另一个同样大小的物体B放在镜后并移动位置，从不同角度观察，直至镜后物体B与A的像完全重合，用笔标记出物体和像的位置；改变镜前物体A到玻璃板的距离，发现像的位置发生变化；移动镜后物体B，从不同角度观察直至重新使物体B与A的像完全重合，用笔标记物体和像的位置；仿照上述步骤再做几次。【答】完成实验后，在坐标纸上观察像与物的位置关系，并用刻度尺和三角板依次测量出每一组的物距和像距，填入实验表格中。我们可以看到：当物体到平面镜的距离发生变化时，像到平面镜的距离也随之变化。而且我们看到，像距和物距总是相等的。所以，第二条实验结论为，像距等于物距。【说】在测量物距像距时有同学就发现，像与物的连线总是与镜面相垂直。这是本实验的第三条结论。【实验小结】通过实验我们发现，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。在数学上，如果某一图形沿轴对折后，两边完全重合，我们就将这种图形称作轴对称图形，中间的轴叫做对称轴。同学们仔细观察，咱们在坐标纸上标记的若干次像和物的位置，是不是也是轴对称图形呢？镜面所在位置就是对称轴。所以，我们也可以将上述几条实验结论概括为：像与物关于镜面对称。【练习】我们知道了平面镜成像的特点，接下来就请同学们练一练，看看还有什么问题？小明同学身高1.7米，站在竖直放置的平面镜前1.5米处。他的像高多少米？像到平面镜的距离为多少米？【答】由平面镜成像的特点可知，像与物大小相等，且像距等于物距。所以，小明的像高1.7米，与他的身高相同；像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，即1.5米。【评价】回答的真好！将平面镜成像的特点灵活应用在实际问题之中。【问】若小明向着远离平面镜的方向运动。当他到平面镜的距离变为3米时，他的像到平面镜的距离为多少米？平面镜中像的高度会发生变化吗？【答】还是由平面镜成像的特点——像距与物距相等可知，当物距变为3米时，像距也随着变为3米；但是像的大小始终与物体大小相等。所以小明的像高依然是1.7米。【评价】完全正确！思路清晰，解释的过程也特别完整。同学们，你们也都答对了吗？【问】可是有同学却提出了这样的质疑：生活中，我们往往观察到如图所示的现象——镜中的像看起来为什么比站在镜前的同学小很多呢？像与物不是等大吗？像的大小到底是否会随物距的变化而变化呢？【播放视频】让我们一起回顾实验过程。取两个完全相同的物体。将其中一个放在距平面镜较近处。另一个放在镜后并移动其位置，从不同角度观察后发现镜后物体与像能完全重合；将物体移至镜前较远处，移动镜后物体后发现，物与像仍然能够重合；再次改变镜前物体到平面镜的距离，发现镜后物体仍然能与像完全重合。【答】我们再次看到：当物体到平面镜的距离发生变化时，像的大小保持不变。即：像的大小与物距无关。【答】镜中的像看起来比较小，这其实是视觉上“近大远小”的效应。比如图中，手指看起来比太阳还大，就是因为手指距离我们很近，而太阳距离我们很远，所谓“一叶障目”正是如此。平面镜成像中，由于观察者距离物体较近，而距离像较远。，所以平面镜所成像只是“看起来比较小”而已。【问】现在，请同学们拿出事先准备好的小平面镜，把你的笔尖抵在镜面上，仔细观察平面镜中笔尖的像，有什么发现吗？【答】我看到两个像：一个清晰，另一个比较模糊。【答】我还发现，当用笔尖抵住镜面时，像和物之间还隔着一段距离呢！【问】这是为什么呢？【答】前面提到过，普通镜子是在玻璃板后加金属涂层制作而成的。镜前物体关于涂层位置处的成像如图1所示；与此同时，光滑的玻璃表面也能成像，只不过成像位置较像1而言更靠近镜子，所成的像也不如像1清晰。通常大家在照镜子时看到的基本上是涂层处所成的清晰像1。如果制作平面镜的玻璃比较厚，你仔细观察，就会看到像1有“重影”，其实重影就是像2。两次所成的像之间的距离为两倍的玻璃板厚度。【答】当我们将手指抵在镜面上时，手指与涂层的距离即为物距，根据平面镜成像特点可知，像的位置与物体间是存在一定距离的。【答】本节课实验中使用的半透明玻璃板，前表面有涂层，成像较清晰；玻璃板后表面也能成像，只是成的像不明显而已；由于玻璃板有一定厚度，两个像不能完全重合，若不注意，就可能会影响到我们对成像位置的确定，导致测量出现偏差。【课堂小结】同学们，今天我们研究的问题就是这些，接下来我们做一个小结：这节课中，同学