蘇教版第4章4.3～4 光的直線傳播、平面鏡學(xué)案邢進(jìn)文

【同步教育信息】一.本周教學(xué)內(nèi)容：§蘇教版第4章～4光的直線傳播、平面鏡學(xué)案【學(xué)習(xí)提示】§光的直線傳播1.光源：能夠發(fā)光的物體。光源指自身能發(fā)光的物體，太陽、發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭都是光源；有些物體本身不發(fā)光，但由于它們能反射太陽光或其它光源射出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要被誤認(rèn)為是光源，如月亮和所有行星，它們并不是物理學(xué)所指的光源。2.光的直線傳播：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。只有在同種、均勻、透明介質(zhì)中，光才是沿直線傳播的，小孔成像和不透明障礙物后影子的形成、日食的形成，都是光沿直線傳播的例證。3.光速：真空中光速是3×108m光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，光在真空中的傳播速度最大：c=3×108m/s或c=3×105km/s。光在空氣中的速度近似地等于真空中的速度，光在水中的速度大約為。光在玻璃中的速度為。由于光的速度遠(yuǎn)大于聲的速度，所以，打雷時(shí)，雷聲和閃電雖然同時(shí)發(fā)生，但總是先看到閃電，后聽到雷聲。4.光線研究光的傳播時(shí)，沿光的傳播路線畫一條直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向，這種表示光的傳播方向的直線叫光線。光線并不是真實(shí)存在的，而是為了研究方便，假想的理想模型。§平面鏡1.平面鏡成像特點(diǎn)：像和物到鏡面距離相等、像與物體大小相等，是一個(gè)正立的虛像，像與物左右相反。2.平面鏡中像的形成平面鏡所成像是物體發(fā)出（或反射出）的光線入射到鏡面，發(fā)生反射，由反射光的延長線在鏡后相交而形成的。如圖所示，光源S在平面鏡后的像并不是實(shí)際光線會聚而成的，是由反射光線的反向延長線會聚而成，這樣的像就叫虛像。如果用光屏放在平面鏡后的S'處，是接收不到這個(gè)像的。3.平面鏡的應(yīng)用①形成清晰的像；②改變光的傳播方向，如潛望鏡就是利用兩塊互相平行的平面鏡可以從水下觀察水面上的船只?！镜湫屠}】【例1】太陽光穿過樹葉間的孔隙，在地面上出現(xiàn)無數(shù)個(gè)小圓點(diǎn)，這是太陽的______，是由于______而形成的?！痉治觥繕淙~間的孔隙相當(dāng)于小孔，從太陽射出的光進(jìn)入孔隙后，投射到地面上，就形成了太陽的像，即所謂的小孔成像?！窘獯稹肯?，光在空氣中沿直線傳播?！纠?】打雷時(shí)，看到閃電后經(jīng)5秒鐘才聽到雷聲，估算一下發(fā)生雷鳴處離你多遠(yuǎn)？【分析】實(shí)際上雷和閃電是同時(shí)發(fā)生的，但由于光的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲音的傳播速度，光速是3×108米/秒，而聲音在空氣中傳播速度僅為340米/秒，所以打雷時(shí)，先看見閃電而后聽到雷聲，光傳播所需要的時(shí)間可以忽略不計(jì)，則5秒為雷聲傳播的時(shí)間，人到雷鳴處的距離可以求得?！窘獯稹恳阎簐聲=340米/秒，t=5秒，根據(jù)v=s/t可得s=vt=340米/秒×5秒=1700米發(fā)生雷鳴處離人的距離為1700米?！菊f明】現(xiàn)在公認(rèn)的光在真空中的傳播速度是3×108米/秒，光在其它介質(zhì)中的傳播速度比在真空中的速度小，光在空氣中的速度十分接近光在真空中的速度?！纠?】運(yùn)動會上100m跑比賽時(shí)，記時(shí)員聽到發(fā)令槍聲才記時(shí)，比看到冒煙記時(shí)早些還是遲些？早或遲多長時(shí)間？哪個(gè)更準(zhǔn)確？【分析】發(fā)令員發(fā)令時(shí)，槍聲和煙同時(shí)發(fā)生并在空中傳播。運(yùn)動員與發(fā)令員相距很近，可以認(rèn)為在發(fā)令的同時(shí)起跑。記時(shí)員在終點(diǎn)，由于光速遠(yuǎn)大于聲速，可以認(rèn)為發(fā)令的同時(shí)記時(shí)員看到了冒煙，記時(shí)員聽到聲音要稍后些。【解答】看見冒煙和聽到聲音的時(shí)間相差∴聽到槍聲要遲，看到冒煙記時(shí)準(zhǔn)確?！纠?】如圖所示，AB是窗口，CD為窗外一景物，用作圖法畫出室內(nèi)可看到CD整個(gè)景物的位置和范圍。【分析】室內(nèi)能看到景物上方C點(diǎn)的位置在光線CA和CB所夾的范圍內(nèi)，同理看到景物最下方的D點(diǎn)的位置在光線DA、DB所夾的范圍內(nèi)，因此要能夠看到整個(gè)景物只能在上述兩個(gè)范圍的重疊部分?！窘獯稹孔鞴饩€CA、CB；及DA、DB；圖示陰影線即為所求，如圖所示【例5】在圖中畫出物體ABC在平面鏡中所成的像?！痉治觥扛鶕?jù)平面鏡成像時(shí)，像與物體對鏡面相互對稱作圖?！窘獯稹坑幂S對稱方法先分別作出A、B、C三點(diǎn)的像A'、B'、C'，再根據(jù)像是正立的、等大的虛像用虛線連結(jié)三點(diǎn)即可，如圖所示?！菊f明】在圖中AA'、BB'、CC'都屬輔助線，要用虛線表示，而像A'、B'、C'是虛像，也需要用虛線來表示?！纠?】一個(gè)人從遠(yuǎn)處走向一塊豎直掛著的平面鏡，他在鏡內(nèi)的像將[]A.逐漸變大，并且逐漸向鏡面靠近。B.逐漸變小，并且逐漸離開鏡面。C.先變大后變小，先靠近鏡面再離開鏡面。D.大小不變，但逐漸向鏡面靠?！痉治觥扛鶕?jù)平面鏡成像規(guī)律，像和物大小相等，并且像和物到鏡面的距離始終相等。【解答】D?！菊f明】人們在實(shí)踐中會感覺到當(dāng)人向鏡面走近時(shí)，人像在變大。這是因?yàn)槿说难劬ο喈?dāng)于凸透鏡，在觀察遠(yuǎn)處和近處的物體時(shí)，人的視覺會產(chǎn)生像的大小變化的感覺?！纠?】圖中S為發(fā)光點(diǎn)，從它發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后的兩條反射光線分別與虛線a'、b'重合，根據(jù)平面鏡成像規(guī)律在圖中畫出平面鏡，并找出S在平面鏡里的像S'?！痉治觥科矫骁R所成的像是反射光線延長線的交點(diǎn)，且像和物的連線與鏡面垂直，像和物到鏡面的距離相等。【解答】圖中，延長a'，b'相交于S'，S'即為S的像。連結(jié)SS'，作SS'的中垂線PQ即為鏡面?！纠?】如圖所示，M為平面鏡，S是一個(gè)點(diǎn)光源，在S與M之間有一塊不透明的擋板P。問：（1）點(diǎn)光源S在平面鏡中的像在哪里？（2）哪些地方可以看到這個(gè)像？【解答】（1）從點(diǎn)光源S處向平面鏡M引兩條光線SA、SB，過入射點(diǎn)A、B分別作垂直于鏡面的法線，根據(jù)光的反射定律分別作出反射光線AA'、BB'，如圖所示。反向延長AA'和BB'，相交于S'，則S'即為點(diǎn)光源在平面鏡中的像。由圖可見，像的位置跟沒有擋板P時(shí)是一樣的。（2）光源S發(fā)出的光射向平面鏡，因擋板P的阻擋，平面鏡上只有AB部分被照射到，反射光線只存在于AA'和BB'之間的范圍內(nèi)，所以，只有在這個(gè)范圍內(nèi)才能看到平面鏡中的像?！菊f明】物體發(fā)出的光，只要能到達(dá)平面鏡，就能在平面鏡中成像。像與物的連線總是跟鏡面垂直，像和物到鏡面的距離相等。要確定能看到像的范圍，就要分析反射光線的范圍。哪里有反射光線，哪里就能看到像。【例9】一人站在平面鏡前，若人不動，平面鏡以1m/s的速度遠(yuǎn)離人，問像將怎樣移動？[]A.以1m/s的速度靠近鏡面B.以lm/s的速度遠(yuǎn)離鏡面C.以2m/s的速度靠近鏡面D.以2m/s的速度遠(yuǎn)離鏡面【分析】由平面鏡成像的特點(diǎn)可知，如圖所示，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t后，平面鏡從2位置處運(yùn)動到3位置處，由圖可知：S12=S24=S23+S34S13=S35S13=S12+S23=S23+S34+S23=2S23+S34S35=S34+S45S45=2S23由題意可知，平面鏡移動的速度V1=S23/t=1m/s像移動的速度v2=S45/t=2S23/t=2m/s?！窘獯稹勘绢}應(yīng)選D?！菊f明】像和物對平面鏡總是對稱的。思考一下，此題若是平面鏡不動，人遠(yuǎn)離平面鏡以1m/s的速度移動，像將怎樣移動呢？（答案，應(yīng)選B）【例10】如圖所示，如何作一點(diǎn)光源S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過A點(diǎn)（畫圖說明）

【分析】此題涉及了光反射的許多知識點(diǎn)，由平面鏡成像的原理可知反射光線的反向延長線必經(jīng)過像點(diǎn)。因此可利用平面鏡成像的特點(diǎn)作出點(diǎn)光源的像點(diǎn)S'；然后連接S'A，S'A和平面鏡相交于O點(diǎn)，O即為入射點(diǎn)，最后完成光路圖?！窘獯稹咳鐖D所示?！菊f明】本題利用了平面鏡成像的規(guī)律——物，像關(guān)于鏡面是對稱的，先找到點(diǎn)光源S經(jīng)平面鏡形成的像S'，連接S'A交平面鏡于O點(diǎn)，再連接SO完成光路圖，這種解題的思路方法，應(yīng)用在很多平面鏡的解題中。【例11】如圖（甲）所示的是某同學(xué)畫的潛望鏡的示意圖。使用這樣的潛望鏡看物體AB的像是[]A.放大倒立的實(shí)像；B.縮小倒立的實(shí)像；C.等大正立的虛像；D.等大倒立的虛像?！痉治觥恳?yàn)闈撏R由兩塊平面鏡構(gòu)成，平面鏡成的是等大的虛像，據(jù)此可排除答案A和B。判定所成像倒立還是正立的有兩種方法：一種是作光路圖，見圖乙所示。從物體上端A點(diǎn)射出的光線經(jīng)過平面鏡反射后，從下方進(jìn)入人眼，從物體下端B點(diǎn)射出的光線經(jīng)平面鏡反射后，從上方進(jìn)入人眼，所以像是倒立的。還有一種方法是求平面鏡的像，利用平面鏡成像特點(diǎn)，也可以看到成的是等大倒立的虛像，選出D是正確的答案。【模擬試題】（答題時(shí)間：45分鐘）一.填充題1.在日常生活中，______和______證明了光在同一種物質(zhì)里是沿直線傳播的。2.真空中光的傳播速度是______千米／秒。這個(gè)速度相當(dāng)于l秒繞地球赤道______圈。光在其他透明物質(zhì)里的傳播速度都比真空中光速______。3.在看到閃電后3秒再聽到雷聲，則產(chǎn)生閃電和雷聲的云離我們約有______千米。4.有三根相互距離約1米的長木桿豎直插在地面上，在早晨太陽照射下三桿的影子合在一起，根據(jù)______5.表面是______的反射鏡叫平面鏡，平面鏡不但能______光線，而且還能______。6.平面鏡成像的特點(diǎn)是：所成像是______；像和物體到平面鏡的距離______；像和物體的大小，像和物體對鏡面來說是______的。7.利用平面鏡可以改變光的______路徑，海上作業(yè)用的______鏡就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。8.一個(gè)身高為1.7米的人立在離平面鏡1米遠(yuǎn)的地方，則在鏡中的像高為______米，像離人的距離是9.兩塊互成直角的平面鏡，可使光的傳播方向改變______度。二.選擇題1.要使眼睛看到一個(gè)物體[]A.這個(gè)物體一定是光源B.物體和眼睛一定在一條直線上C.物體和眼睛之間肯定有光線D.無論在什么情況下，都能看到2.小孔成像中所成的象是[]A.倒立的虛像B.倒立的實(shí)像C.正立的實(shí)像D.正立的虛像3.電線桿在陽光照射下，影長5.6米。一位身高2米的人直立時(shí)影長是1.5米，那么電線桿的長度是。A.7.0米B.米C.米D.4.下面現(xiàn)象中不能說明光是直線傳播的是[]A.影子的形成B.小孔成像C.看不見高墻后面的物體D.閃電后才聽到雷聲5.平面鏡成像的大小決定于[]A.平面鏡的大小B.物體本身的大小C.平面鏡放置的位置D.平面鏡離開物體的距離6.如圖所示，平面鏡的物像關(guān)系正確的是圖[]7.當(dāng)人逐漸遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，人在鏡中的像[]A.逐漸變大B.逐漸變小C.大小不變D.無法判斷8.如圖所示的是從平面鏡中看到的鐘面虛像，則實(shí)際時(shí)間是[]A.9時(shí)40分B.2時(shí)20分C.4時(shí)10分D.7時(shí)50分9.一個(gè)人從遠(yuǎn)處走近一個(gè)豎直放置穿衣鏡（平面鏡）的過程中，他在鏡中的像的大小[]A.逐漸變大B.保持不變C.逐漸變小10.夜晚在湖岸上看到經(jīng)湖面反射形成的月亮的像，湖深10米，則該像與湖面的距離是[A.約10米B.約20米C.約月亮到地球間距離11.決定平面鏡內(nèi)成的虛像大小的因素是[]A.平面鏡的大小B.平面鏡放置的位置C.物體本身的大小D.物體離平面鏡的距離12.圖中兩個(gè)平面鏡互成直角放置，S為發(fā)光點(diǎn)，經(jīng)兩個(gè)平面鏡成的像有[]A.3個(gè)B.2個(gè)C.1個(gè)D.沒有象三.作圖題1.作出圖中平面鏡內(nèi)物體所成的像。2.圖中一點(diǎn)光源S發(fā)出的某條光線經(jīng)平面鏡反射后剛好通過B點(diǎn)，畫出光路圖并找出入射點(diǎn)的位置。四.實(shí)驗(yàn)題小明同學(xué)做小孔成像和平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)。作圖時(shí)遺漏了不少東西，僅留下了如圖(a)、(b)所示的圖，其中AB為物體、A′B′為其像。(1)圖為平面鏡成像圖。圖______為小孔成像圖。(2)補(bǔ)出平面鏡位置和不透明板上小孔的位置和屏幕位置。