4.3平面鏡成像（導(dǎo)學(xué)案）八年級物理上冊（人教版）2

4.3平面鏡成像（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能描述平面鏡成像的特點(diǎn)。2.通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解平面鏡成像的特點(diǎn)。3.能通過對平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解，領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”的喜悅，感受科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.平面鏡成像特點(diǎn)。2.實(shí)驗(yàn)——探究平面鏡成像的特點(diǎn)。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】平面鏡成虛像的原因?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.平面鏡成像的原理是：光的反射定律。2.平面鏡成像的特點(diǎn)：成的是虛（填“虛”或“實(shí)”）像，像的大小與物體的大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物的連線與鏡面垂直。利用數(shù)學(xué)課中對稱的知識，平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱。3.球面鏡分為凹面鏡和凸面鏡。凸面鏡使平行光束發(fā)散，汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡等都是凸面鏡，能起到擴(kuò)大視野的作用。凹面鏡使平行光束會聚，汽車前燈的反光裝置、太陽灶等都是凹面鏡?！竞献魈骄俊刻骄恳?、平面鏡成像的特點(diǎn)1.探究平面鏡成像的特點(diǎn)【想一想】生活中我們經(jīng)常照鏡子，鏡子成像時(shí)，像的位置、大小跟物體的位置、大小有什么樣的關(guān)系？【猜一猜】結(jié)合自己照鏡子的經(jīng)歷，對以上兩個(gè)問題進(jìn)行合理的猜想：（1）在平面鏡中，你的像的大小跟你的大小相等（不相等）（“相等”或“不相等”）。（2）你在平面鏡中的像到鏡面的距離與你到鏡面的距離相等（不相等）（“相等”或“不相等”）。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)器材：薄玻璃板、白紙、兩根相同（相同/不相同）的蠟燭、火柴、刻度尺、支架。思考下面4個(gè)問題，完成實(shí)驗(yàn)方案：①確定像的位置方法：把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，再拿另一支未點(diǎn)燃（點(diǎn)燃/未點(diǎn)燃）的蠟燭放在成像的位置，直到看上去與像完全重合，這個(gè)位置就是像的位置。②判斷平面鏡后面的蠟燭與像完全重合的方法：在玻璃板的前面，改變眼睛的位置，直到從不同（同一/不同）位置看起來后面的蠟燭好像被點(diǎn)燃。③實(shí)驗(yàn)時(shí)，用玻璃板代替平面鏡的目的：使用玻璃板，既可以成像，又可以看到后面的蠟燭是否與像完全重合，這是“等效替代法”。④為什么準(zhǔn)備兩支完全一樣的蠟燭?便于驗(yàn)證像與物體大小是否相等。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①如圖所示，在桌面上鋪一張白紙，沿著紙中間的直線上豎直放置一塊玻璃板作為平面鏡。②在玻璃板前放一支點(diǎn)燃的蠟燭，移動玻璃板后的那支相同的未點(diǎn)燃的蠟燭，直到看上去好像被點(diǎn)燃一樣，此時(shí)玻璃板后蠟燭的位置就是像的位置，然后記下兩支蠟燭的位置。③移開玻璃板，用刻度尺畫直線把兩支蠟燭的位置連接起來，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄下來，再觀察它們是否與鏡面垂直。把測量結(jié)果填在表格中。④改變點(diǎn)燃的蠟燭的位置，重做幾次實(shí)驗(yàn)。⑤在玻璃板的后面像的位置放一張白紙時(shí)，觀察白紙上面有沒有燭焰的像。⑥記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象：次數(shù)蠟燭到平面鏡的距離/cm像到平面鏡距離/cm像與物的大小關(guān)系123【分析和論證】①平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等。②平面鏡所成的像和物體到平面鏡的距離相等相等。③平面鏡所成的像和物體的連線與鏡面垂直。④把光屏放在像的位置觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光屏上沒有（選填“有”或“沒有”）出現(xiàn)蠟燭的像，實(shí)驗(yàn)說明：平面鏡所成的像是虛（虛/實(shí)）像?！練w納結(jié)論】平面鏡成像的特點(diǎn)：平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物的連線與鏡面垂直。利用數(shù)學(xué)對稱的知識，平面鏡成像規(guī)律也可表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱。2.根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖（對稱法）（1）作圖方法（如例題1所示）①做垂線：即畫出物體的兩個(gè)端點(diǎn)AB到平面鏡面的垂線段AM、BN；②畫垂足M、N；③量等距：使A′M=AM，B′N=BN；④畫像點(diǎn)A′B′并連接，則A′B′就是物體AB的像?！纠}1】根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，在圖中畫出物體AB在平面鏡中所成的像A′B′?！敬鸢浮恳娪覉D?！窘馕觥扛鶕?jù)平面鏡成像特點(diǎn)，像和物關(guān)于平面鏡對稱，分別作出物體AB的端點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A′、B′，用虛線連接A′B′即為AB在平面鏡中的像?！練w納】（2）利用平面鏡作圖的注意事項(xiàng)：①作圖時(shí)要用刻度尺、鉛筆、圓規(guī)。②注意線段的虛實(shí)：實(shí)際光線（入射、反射）用實(shí)線；虛像、法線、像與物的連線、光線的反向延長線以及輔助線都用虛線；實(shí)物和虛像都要標(biāo)上箭頭或字母?！纠}2】在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的實(shí)驗(yàn)器材有帶底座的玻璃板、光屏、刻度尺、兩支外形相同的蠟燭A和B。（1）選用玻璃板代替平面鏡，主要目的是______________；（2）在豎立的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A，拿未點(diǎn)燃的蠟燭B豎立在玻璃板后面移動，直至蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，說明像與物的大小______；（3）移去蠟燭B，在其原來位置上放置一塊光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上無法呈現(xiàn)蠟燭的像，這說明平面鏡成______像；（4）為了讓右側(cè)的同學(xué)也能夠看清蠟燭的像，只將玻璃板向右平移，則蠟燭像的位置_____（選填“向右移動”、“向左移動”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）便于確定像的位置；（2）相等；（3）虛；（4）不變?！窘馕觥浚?）選用玻璃板代替平面鏡，是因?yàn)椴ＡО逋该鳎坏梢猿上?，還能看到蠟燭B，便于確定像的位置。（2）蠟燭B與蠟燭A大小相等，移動蠟燭B，能與蠟燭A的像完全重合，說明平面鏡所成的像和物大小相等。（3）平面鏡所成的像是虛像，是由于光的反射形成的，不能用光屏承接。（4）平面鏡所成的像和物關(guān)于平面鏡對稱。蠟燭不動，只將玻璃板向右平移，對稱軸不變，則蠟燭的像位置不變。探究二、平面鏡成虛像【想一想】實(shí)驗(yàn)中，玻璃板后面并沒有點(diǎn)燃的蠟燭，我們?yōu)槭裁茨芸吹讲ＡО搴竺嬗腥紵臓T焰？1.平面鏡成像原理（用光的反射定律分析平面鏡成像的原理）①在蠟燭上任選一點(diǎn)S。②S點(diǎn)會發(fā)出無數(shù)條光線，其中一部分會經(jīng)過平面鏡反射進(jìn)入人眼。③當(dāng)眼睛處于反射光線的路徑上時(shí)，根據(jù)光線直進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，眼睛會覺得反射光線好像是從它們的反向延長線在鏡后的交點(diǎn)S′發(fā)出的，S′就是S在平面鏡中的像，如圖所示。④平面鏡后面實(shí)際上并沒有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn)，進(jìn)入眼睛的光并非真正來自S′，所以把S′叫虛像。平面鏡成像的原理是光的反射定律。2.實(shí)像與虛像（1）虛像平面鏡所成的像是反射光線的反向延長線相交而成的，不是實(shí)際光線相交而成的，故為虛像。物體上的每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都有一個(gè)像點(diǎn)，所有的像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像。虛像由實(shí)際光線的反向延長線會聚而成，不能用光屏承接，人眼通過光學(xué)器件才能看到。（2）實(shí)像實(shí)像由實(shí)際光線會聚而成的，能用光屏承接，人眼可以直接看到?！纠}3】對學(xué)習(xí)過的知識進(jìn)行歸納總結(jié)，從而加深對知識的理解，是一種重要的學(xué)習(xí)方法，以下是小明學(xué)習(xí)了“平面鏡成像”和“凸透鏡成像”的知識后，總結(jié)出的關(guān)于平面鏡和凸透鏡所成虛像的一些特點(diǎn)，作了一些比較，其中錯(cuò)誤的是（C）A．虛像不可以用光屏承接B．它們成的虛像都是正立的C．平面鏡成的虛像是等大的，凸透鏡成的虛像有放大的也有縮小的D．平面鏡成的虛像與物體在異側(cè)，凸透鏡成的虛像和物體在透鏡的同側(cè)【解析】A．實(shí)像可以呈現(xiàn)在光屏上，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上，故A正確，不符合題意；B．平面鏡的虛像是正立的，凸透鏡的虛像也是正立的，故B正確，不符合題意；C．平面鏡成正立、等大的虛像，凸透鏡成的虛像只有放大的，沒有縮小的，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．平面鏡成的虛像關(guān)于鏡面對稱，即與物體在異側(cè)，凸透鏡成的虛像和物體在透鏡的同側(cè)，成的實(shí)像在透鏡的異側(cè)，故D正確，不符合題意。所以選C。探究三、平面鏡的應(yīng)用1.利用平面鏡成像家中所用穿衣鏡；練功房、理發(fā)店、服裝店里安裝的平面鏡；牙醫(yī)檢查牙齒使用的平面鏡等。演員用平面鏡來矯正演員用平面鏡來矯正自己的姿勢和動作。牙科醫(yī)生用小平面鏡來觀察患者的病牙2.利用平面鏡改變光路（1）塔式太陽能電站塔式太陽能電站，它是在很大面積的場地上裝有許多臺大型太陽能反射鏡，通常稱為定日鏡，每臺都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的將太陽光反射集中到一個(gè)高塔頂部的接受器上，從而利用太陽能發(fā)電。（2）潛望鏡如圖，在直筒的上下拐角處各安裝一塊平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平面成45°，這樣就做成最簡單的潛望鏡。在水的深處可以觀察到水面上的情況。潛望鏡光路圖潛望鏡光路圖潛望鏡探究四、凸面鏡和凹面鏡【閱讀】P79“凸面鏡和凹面鏡”，思考問題：（1）凸面鏡有什么特點(diǎn)？在生活、生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？（2）凹面鏡有什么特點(diǎn)？在生活、生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？【小結(jié)】1.凸面鏡凸面鏡的表面是凸起的，當(dāng)光線射到凸面鏡后，反射光線要向外發(fā)散開來，所以對光線有發(fā)散的作用。凸面鏡的應(yīng)用：汽車的后視鏡和街頭路口的反光鏡都是凸面鏡，凸面鏡能起到擴(kuò)大視野的作用。2.凹面鏡凹面鏡的表面是凹進(jìn)去的，能夠會聚光線。當(dāng)平行光線射到凹面鏡后，光能夠會聚于一點(diǎn)（叫焦點(diǎn)）。根據(jù)光路的可逆，如果把發(fā)光源放在焦點(diǎn)處，發(fā)出的光經(jīng)過凹面鏡反射后，會平行射出。太陽灶太陽灶汽車前燈的反光裝置凹面鏡的應(yīng)用：汽車前燈的反光裝置、太陽灶等?！纠}4】2022年第24屆冬奧會在北京召開。如甲圖所示是奧運(yùn)會圣火采集裝置，它是利用____（選填“凹”“凸”或“平”）面鏡對光具有____作用制成的；乙圖所示，在道路的急拐彎處都裝上了____（選填“凹”“凸”或“平”）面鏡，以減少事故的發(fā)生。【答案】凹，會聚，凸。【解析】奧運(yùn)會圣火采集裝置為凹面鏡，它是利用凹面鏡對光具有會聚作用制成的；太陽光照射到凹面鏡后會聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)溫度較高能點(diǎn)燃火炬。在道路的急拐彎處都裝上了凸面鏡，凸面鏡對光線有發(fā)散作用，可以擴(kuò)大視野，以減少事故的發(fā)生。【精講點(diǎn)撥】1.探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，還需注意：①對玻璃板放置的要求是豎直放置；若玻璃板沒有豎直放置，觀察到的現(xiàn)象是玻璃板后面的蠟燭與前面蠟燭的像不能重合。②為便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在較黑暗環(huán)境中進(jìn)行。③玻璃板宜選用薄一些的。因?yàn)椴ＡО逄?，玻璃板前、后表面各會形成一個(gè)像（即重影），不易確定像的位置。2.研究像與物的大小關(guān)系時(shí)，采用的是“等效替代法”，即：找一個(gè)跟鏡前物體完全相同的物體“替身物體”，通過比較替代物和物體的大小關(guān)系來確定像與物的大小關(guān)系。3.利用數(shù)學(xué)課中對稱的知識，平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱。在作圖題中，運(yùn)用對稱法簡單、準(zhǔn)確?！練w納整理】平面鏡平面鏡成像特點(diǎn)①像和物大小相等；②像和物到鏡面的距離相等；③像和物的連線垂直于鏡面；④平面鏡成虛像。平面鏡成像特點(diǎn)的應(yīng)用：①成像；②改變光路。平面鏡成像原理：光的反射定律。凸面鏡：凸面鏡對光有發(fā)散作用；凹面鏡：凹面鏡對光有會聚作用。球面鏡平面鏡成像【課堂練習(xí)】1．小明同學(xué)站在平面鏡前1m處，鏡中的像到鏡面的距離為____m，像與他的距離為______m，當(dāng)他靠近平面鏡時(shí)，則鏡中像______（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）平面鏡，像的大小________。（選填“變大”、“不變”或“變小”）【答案】1，2，靠近，不變?！窘馕觥科矫骁R所成的像的大小由物體本身大小決定，與平面鏡的大小和物體的距離無關(guān)。2.一只小貓?jiān)谄矫骁R前欣賞自己的全身像，如圖示，此時(shí)它所看到的全身像應(yīng)是圖中的哪一個(gè)？（）【答案】C.【解析】根據(jù)“平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱”進(jìn)行判斷：此時(shí)它所看到的全身像應(yīng)是圖C。所以選C。3.一只小鳥在離湖面15m的上空飛行，若湖深為5m，則小鳥在湖里所成的像與它的距離是______m，它在湖里所成的像是______像(填“虛”或“實(shí)”)。

【答案】30，虛?！窘馕觥克嫦喈?dāng)于平面鏡，當(dāng)小鳥距水面15m時(shí)，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，它的像與湖面的距離是15m，所成的像與它的距離是30m，與水的深度無關(guān)。根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知所成的像是虛像?！敬鸢浮客梗l(fā)散，一定?！窘馕觥客姑骁R對光有發(fā)散作用，凹面鏡對光有會聚作用，汽車的后視鏡是凸面鏡，凸面鏡對光線有發(fā)散作用，小明從汽車的后視鏡里看見駕駛員的眼睛，此時(shí)駕駛員通過車內(nèi)后視鏡一定能看見小明的眼睛，因?yàn)樵诜瓷渲校饴肥强赡娴?。?題圖第4題圖第5題圖5.利用如圖示的裝置，探究平面鏡成像的特點(diǎn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．用玻璃板代替平面鏡、成像更清晰B．使用相同的蠟燭A、B，目的是比較像與物的大小C．將蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板，它所成的像的大小不變D．將光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像【答案】A。【解析】A．用透明的玻璃板代替平面鏡，在蠟燭A一側(cè)能看到蠟燭A的像，同時(shí)還能看到蠟燭B，便于確定像的位置；但由于光的折射，會減少進(jìn)眼睛的反射光，看到的像清晰度會比用平面鏡時(shí)差。故A錯(cuò)誤，符合題意；B．選擇大小相同的蠟燭A、B，是為了比較像與物的大小關(guān)系，故B正確，不符題意；C．平面鏡成的像和物體大小相等，因此若蠟燭A遠(yuǎn)離玻璃板，則蠟燭A的像大小不變，故C正確，不符合題意；D．物體在平面鏡中成虛像，將光屏放到像的位置，光屏上不能承接到像，故D正確，不符題意。故選A。6.如圖所示，S′為發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡MN中所成的像，S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過P點(diǎn)。請?jiān)趫D中作出發(fā)光點(diǎn)S的位置，并作出經(jīng)過P點(diǎn)的反射光線及相應(yīng)的入射光線（保留作圖痕跡）?！敬鸢浮坑覉D.【解析】作像S′關(guān)于鏡面的對稱點(diǎn)S，S即為發(fā)光點(diǎn)的位置；連接S′P與鏡面的交點(diǎn)為O，即為入射點(diǎn)，則OP是反射光線，連接SO得到入射光線。7.潛水艇下潛后，艇內(nèi)人員可以用如圖所示的潛望鏡來觀察水面上的情況，潛望鏡是根據(jù)光的_______原理制成的，艇內(nèi)人員看到的像是_____（選填“實(shí)”或“虛”）像。請?jiān)趫D中完