资源简介

2.5 光的反射和折射（第2课时）（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 2.5 光的反射和折射（第2课时）
教学 目标 科学观念：了解平面镜成像的特点；正确绘制虚像；知道平面镜成像的原理是光的反射； 科学思维：理解平面镜成像的原理是光的反射；正确区分实像与虚像；应用规律解释现象； 探究实践：通过探究平面镜成像规律，初步形成观察能力和动手操作能力； 态度责任：通过交流活动形成相互评估和听取反馈意见的科学观念；体验科学的美妙与和谐，保持持久的学习兴趣投入后续的学习。
教学 重难点 重点：探究平面镜成像时像与物的关系 难点：平面镜成像作图；应用光的反射完成平面镜成像实验
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第二章第5节，本节内容由三部分构成：光的反射、平面镜成像、光的折射。主要介绍了光的反射规律及生活中的反射现象，平面镜成像规律、原理，光的折射规律及折射现象，知道光路的可逆性；学生在已学习光的直线传播相关知识基础上，初步具备了光的概念，本节内容进一步认识到光在不同介质中发生的光路现象，学会用光路图解决生活中的光路问题，所以本节内容是前面光的知识的伸延和应用。虚像是学生首次接触的概念，为后续凸透镜成像奠定基础。所以本节内容具有承前启后的重要作用和地位。 本节内容拟用3课时完成教学，第1课时主要内容为光的反射；第2课时主要内容为平面镜成像；第3课时主要内容为光的折射。
教学 准备 课件、课本、实验活动器材等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 上节课我们学习了光的反射现象，生活中很多现象是利用光的反射，我们平时使用的镜子的表面是平的，叫做平面镜。利用平面镜可以看到镜子里有一个跟你一样的“人”，镜子里的那个“人”就是你的像。它的成像原理就是利用光的反射，那么平面镜成像有哪些特点呢，接下来我们来探究一下其中的奥秘。 思考平面镜成像时物和像的关系？
新 知 讲 授 一、探究平面镜成像规律 【提出问题】对着平面镜照自己的时候，我们在平面镜里所成的像的大小、位置跟我们自己的大小、所处的位置有什么关系？下面让我们用一块玻璃板作为平面镜来探究平面镜的成像规律。 【设计实验】（1）在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面，观察玻璃板后面蜡烛的像。 （2）再拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。用笔在纸上记下这两个位置。实验中观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同？移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。 （3）用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。 【实验数据】 次数蜡烛到平面镜的距离/厘米蜡烛的像到平面镜的距离/厘米蜡烛的像与蜡烛的大小关系11010等大21515等大32020等大
【分析论证】蜡烛所成像的位置和蜡烛的位置有什么关系？它们的大小有什么关系？ （1）分析表中数据可以得出，蜡烛的像到镜面的距离和蜡烛到镜面的距离是相等的。 （2）由实验观察和测量可得：①蜡烛的像与蜡烛的大小是相等的；②蜡烛的像和蜡烛的连线与镜面垂直。 【实验结论】平面镜成像规律：①平面镜所成像的大小与物体的大小相等；②像和物体到平面镜的距离相等；③像和物体的连线与镜面垂直。 【注意事项】 （1）实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的：便于确定像的位置（因为玻璃板反射光的同时透光，能观察到像的位置，若用不透光的平面镜做实验，则无法透过平面镜看到像的位置）。 （2）实验时应选择较薄的玻璃板的原因：防止蜡烛通过玻璃板的前后两个表面两次反射成两个像，影响实验效果。 （3）光学实验应在室内光线较暗的环境下进行，现象更明显。 （4）玻璃板必须与桌面垂直放置，否则未点燃的蜡烛无法与像重合，不便于确定像的位置和大小。 （5）实验时拿一支外形相同但未点燃的蜡烛放在玻璃板后面的目的是比较像与物的大小关系。（该方法属于等效替代法） （6）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。 【拓展实验】 实验一：平面镜成虚像 用光屏代替未点燃的蜡烛，在玻璃板的后侧观察光屏上是否有蜡烛的像。 实验现象：光屏上没有蜡烛的像。 实验结论：平面镜成虚像 在平面镜前点燃一支蜡烛，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但我们却看到平面镜后好像有点燃的蜡烛，这是为什么？原来，蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛，产生视觉，我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的，而实际上像并没有发出光，因此，这样的像称为虚像。 注意：①虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线相交而成的。 ②虚像不能用光屏承接，但能被人眼观察到；③虚像是正立的；④虚像和物关于平面镜对称。 实验二：物和像左右相反，上下一致 将燃烧的蜡烛改成“F”光源，重复原实验步骤，观察物和像的上下、左右关系。 实验结论：物和像上下一致，左右相反，物和像关于平面镜对称。 平面镜成像规律物和像大小相等物和像到平面镜的距离相等物和像连线垂直于平面镜物和像上下一致，左右相反，关于平面镜对称平面镜成虚像
二、平面镜成像光路图 根据平面镜成像特点，我们可以绘制光路图。 画图步骤：①作垂线；②取等距；③画虚像。 首先过物点做平面镜的垂线，然后根据物和像到平面镜的距离相等，找到像点，并用虚线表示虚像。同时，要注意辅助线也要用虚线表示。也可以利用物和像的对称性确定平面镜的位置（作像、物连线的中垂线即可）。 根据平面镜成像特点画出反射光线：画出像点，连接像点和入射点，延长即为反射光线。 三、凸面镜与凹面镜 除了平面镜外，生活中也常见到凸面镜和凹面镜，如汽车的后视镜是凸面镜，手电筒的反光装置则相当于凹面镜。凸面镜与凹面镜反射光线时各有什么特点呢？ 如果将一束平行光分别照在凸面镜和凹面镜上，凸面镜使平行光束发散，凹面镜使平行光束会聚。凸面镜能成缩小的虚像，凹面镜能成放大的虚像。 人们利用凸面镜可以扩大视野，如汽车驾驶室两侧的反光镜、街头拐弯处的反光镜； 人们利用利用凹面镜可以聚光，如用凹面镜制成太阳灶、手电筒等。 进行实验活动，观察实验现象并得出结论。 总结归纳实验注意事项 进行拓展实验，进一步探究平面镜成像特点。 根据平面镜成像特点，学会光路图的画法，并多加练习 了解凹面镜和凸面镜的作用和应用。
课 堂 练 习 典例1 如图所示，该视力表进行测试时，被测者需距离视力表5米，因受到场地限制，可利用平面镜来增距。以下是某同学检査视力时的情景，下列说法正确的是（ ） A.镜中视力表的像是实像 B.该同学应距离视力表2米处进行测试 C.该同学应距离视力表1米处进行测试 D.镜中视力表的像是由光的折射形成的 【答案】C 【解析】A.视力表在平面镜中成正立等大的虚像。故A错误； BC.要求被测者需距离视力表5米，视力表到平面镜的距离是3m，视力表的像到平面镜的距离是3m，该同学到平面镜的距离是3m-1m=2m，该同学应距离视力表1m处，镜中视力表的像到该同学的距离为5m。故C正确，B错误； D.镜中视力表的像属于平面镜成像，平面镜成像原理是由于光的反射形成的，故D错误。 故选C。 典例2 如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的情景：竖立的薄透明玻璃板下方放一张白纸，再准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛，然后把点燃的蜡烛A立在玻璃板前，又把蜡烛B放在玻璃板后面，以A蜡烛为成像物体。 （1）该实验选择两个相同的蜡烛A和B，是为了比较像与物 的关系。 （2）该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜，能在观察到蜡烛A像的同时，也观察到蜡烛B，从而确定 ，此时成像的清晰度比日常使用的平面镜 （填“好一些”或“差一些”）。 （3）实验中，撤去蜡烛B，并在原蜡烛B的位置放一与玻璃板平行的光屏，则光屏上 （填“能”或“不能”）显示蜡烛A的像，说明物体通过平面镜所成的像是 像。 （4）图乙是某实验小组的同学经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他们接着连接像与物的对应点，判断连线与玻璃板是否 ，再分别测 的距离，判断像与物是否关于平面镜对称。 【答案】（1）大小（2）像的位置；差一些（3）不能；虚（4）垂直；对应的两点到镜面 【解析】（1）该实验选择两个相同的蜡烛A和B，是为了比较像与物的大小关系。 （2）该实验采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面镜，玻璃板是透明的，观察到A蜡烛像的同时，也能观察到蜡烛B。当蜡烛B和蜡烛A的像重合时，蜡烛B的位置便是蜡烛A的像的位置；透明的玻璃板只能反射蜡烛A的一部分光线，另一部分透过玻璃板，所以玻璃板成的像比平面镜成的像清晰度差一些。 （3）平面镜成像实验时，把光屏放在像的位置，发现光屏上并没有像，说明平面镜成的像是虚像； （4）连接物体和物体的像点，可以判断物像连线是否和镜面垂直，再分别测量距离，判断物像到镜面的距离是否相等。 典例3 如图所示为水位测量仪的示意图。A点与光屏M在同一水平面上，从A点发出的一束方向不变的激光，经水面反射后，在光屏上的B点处形成一个光斑，光斑位置随水位变化而发生变化。 （1）运用平面镜成像规律，画图确定A点发出激光在水面的反射光线OB； （2）水位上升到图中虚线C位置时，A发出入射光方向不变，运用光的反射定律画图，寻找反射光线在光屏M上形成光斑的位置。 【答案】见解析 【解析】（1）先通过水面作出发光点A的对称点A’，连接A’B交水面镜于点O，A0为入射光线，0B为反射光线，如下图所示： 入射光线与C水面交于点O’，即为后来的入射点，由于水面始终水平，入射角不变，反射角也不变；过O’点作最初的反射光线的平行线，交光屏M于点D，即为反射光线在光屏M上形成光斑的位置，如下图所示： 典例4 如图所示，鞋店的地板上有一块靠墙的平面镜，店员为了顾客方便，通常不会把θ设为90°。下列说法正确的是（ ） A.镜中所成的是正立、等大的实像 B.人远离平面镜时像变小，面镜时像变大 C.平面镜倾斜放置，便于从顾客脚部反射的光线，经平面镜反射后进入顾客眼睛 D.由于平面镜较小，故人在镜中不能成完整的像 【答案】C 【解析】A.由于平面镜成像是光的反射形成的，所以平面镜成的像是正立、等大的虚像，故A错误； B.由平面镜成像特点可知，像与物的大小相等，人远离和面镜时，人的大小不变，所以远离和面镜时，像的大小不变，故B错误； C.由平面镜成像特点可知，平面镜成的像与物关于平面镜对称，所以平面镜倾斜放置，顾客脚部反射的光线，经平面镜反射后进入顾客眼睛，故C正确； D.由平面镜成像特点可知，平面镜成的像与物关于平面镜对称，所以平面镜较小，人在镜中仍能成完整的像，故D错误。 故选C。 典例5 寒假期间，小科同学一家驾车到杭州周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。 发现1：小轿车的前挡风玻璃如图①，都是倾斜安装的，而不是竖直安装。 发现2：小轿车两侧的观后镜如图②，可观察后面的行驶车辆。 发现3：小轿车的远光灯结构如图③所示，夜间开灯时，发现一束光照射的距离特别远。请你利用所学的光学知识，解释小科同学的这三个发现。 部件所用光学元件原理或目的例：①挡风玻璃平面镜像在挡风玻璃斜上方，行车更安全②观后镜③远光灯
【答案】见解析 【解析】②小轿车两侧的观后镜都是凸面镜，凸面镜有发散光线的作用，能扩大视野。③远光灯是凹面镜，照得远是因为车头的远光灯发光点位于焦点位置，这个位置发出去的光经过反射后都是平行射出。
课 堂 小 结 1.探究平面镜成像规律 （1）平面镜成像规律：①平面镜所成像的大小与物体的大小相等；②像和物体到平面镜的距离相等；③像和物体的连线与镜面垂直；④物与像左右相反；⑤成虚像（虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线会聚而成的。虚像不能用光屏承接。虚像是正立的。）。 （2）实验注意事项：①实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的：便于确定像的位置；②实验时应选择较薄的玻璃板的原因是防止蜡烛通过玻璃板的前后两个表面两次反射成两个像，影响实验效果；③玻璃板必须与桌面垂直，否则未点燃的蜡烛无法与像重合，不便于确定像的位置和大小。 2.平面镜成像光路图：根据物和像关于平面镜对称画图。 3.凸面镜：对光有发散作用，如街道拐弯处的反光镜，汽车后视镜等。 凹面镜：对光有会聚作用，如太阳灶等。
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