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第二节　探究:平面镜成像的特点
【教学目标】
1.探究并了解平面镜成像时像与物的关系。
2.知道平面镜成像的特点及应用。
【重点难点】
重点:探究平面镜成像特点;培养学生的观察和收集数据能力以及团队合作精神等能力。
难点:探究平面镜成像特点的实验的设计与操作。
【教学方法】
探究法,实验分析法。
【教学用具】
演示用:平面镜(大小形状各不同)、口径相同的平面镜和凸透镜、投影片、凹镜、凸镜、激光演示器光屏。
学生用:玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8 K白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜。
【教学过程】
一、创设物理情境,引入新课
教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察,可以看到它们都是平的。用它可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”,并与物体本身的形状一样。我们把这样的镜子叫平面镜,把出现在镜子里的“面孔”物体叫作像。
再让学生观察自己在平面镜中的像,并提出一些问题让学生思考:当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化 像的大小与物体的大小有怎样的关系 像的大小与平面镜的大小有关系吗 这些问题,并不要求学生立即回答,目的是引起学生学习的兴趣,使学生对平面镜成像有一个感性认识,为学习本节的内容奠定基础。
二、新课教学
(一)平面镜成像的特点
[探究]平面镜成像的特点
1.向学生示范并说明探究活动的目的和做法。
目的:(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系。
(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系。
做法:边示范边讲解。
①如图那样,将一张8k的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上。
　　②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③把光屏放到像的位置,直接观察(不透过玻璃板)光屏上无蜡烛的像。
④另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置。
⑤在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直。
　　⑥把测量结果填写下表中。
蜡烛到平面镜的距离 蜡烛的像到平面镜的距离
第一次
第二次
第三次
2.学生分组实验
结合教材图3-14,让学生自己动手实验,自己进行分析总结,既有利于知识的学习,也有利于能力的培养。
3.在实验基础上得出成像特点
引导学生根据实验结果回答:
[师]①平面镜所成像为实像还是虚像 平面镜中的像与物体大小是否相同 怎么知道的
②像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等 怎么知道的
[生]①平面镜所成像为正立的虚像。平面镜中的像与物体大小相同。因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的。
②像和物体到镜面的距离相等,因两支蜡烛到玻璃板的距离相等。
师生共同分析得到平面镜的成像特点:
①物体通过平面镜所成的像是正立的虚像。
②像和物体的大小相等。
③像和物体到镜面的距离相等。
④像和物体的连线垂直于镜面。
4.应用知识
[讨论]身高1.6 m的人站在穿衣镜前,离镜0.5 m,他在镜中的像多高 像离镜多远 当他后退0.5 m时,像高和像到镜面的距离怎样变化
[解答](1)像高1.6 m,像离镜0.5 m。
(2)人后退0.5 m时,像高不变。像到镜面的距离增加0.5 m。
(二)平面镜的应用
1.平面镜成像不仅用于日常生活,也在其他方面应用甚广。
[师]同学们想一下哪些地方用到平面镜
[生甲]练功房里,演员用它来观察自己的姿势和动作。
[生乙]牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙。
[生丙]潜水艇下潜后,艇内的人员通过潜望镜来观察水面上的情况。
2.改变光线的传播方向
(1)讲一段故事:公元前215~212年间,罗马人大举入侵希腊,派出一支船队,满载精兵,准备攻打阿基米德的家乡——叙拉古城,面临来势凶猛的强敌,阿基米德求见国王,献出破敌妙计。他动员全乡的妇女和守城的人在海岸边列队,每人各执一面平面镜,把太阳光集中向罗马战船上反射,不一会,罗马战船上的士兵被照得头晕目眩,丧失战斗力被迫而退。阿基米德利用平面镜把光反射的原理,击退了敌人,拯救了他的家乡。
　　(2)教师画一个潜望镜示意图,如图甲所示。
如图甲那样在筒子的上下拐角处各安装一块平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45°,这样就做成最简单的潜望镜。
(三)凸面镜和凹面镜
1.球面镜
反射面是球面的一部分的镜子叫球面镜。
2.球面镜的分类
a.用球面的内表面作反射面的叫凹面镜。
b.用球面的外表面作反射面的叫凸面镜。
3.凹面镜的性质及作用
a.凹面镜的性质
[演示实验1]用氦氖激光器平行射向凹面镜。
[现象]反射光会聚在一点上。
师生共同分析得出结论:
凹面镜能把射向它的平行光线会聚在焦点上。
[师]我们知道反射时光路是可逆的,平行光经凹面镜后能会聚在焦点上,那么,如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后是否平行射出呢
[生]我们猜想光应平行射出。
[师]我们不能靠猜测来下结论,我们还是用实验验证一下。
[演示实验2]把光源放在凹面镜的焦点上。
[现象]光源发出的光经凹面镜后成平行光。
师生共同分析得出结论:
如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后将成为平行光。
b.凹面镜的应用
①根据凹面镜会聚光的性质,可以制作太阳灶、太阳炉,天文学家们用凹面镜作大型反射式望远镜,还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等。
[师]十一届亚运会的火种,是藏族初二学生达娃央宗在青藏高原上利用射入凹面镜的太阳平行光,反射后会聚在焦点的性质,把火炬点燃而取得的。
②根据从焦点射向凹面镜的光线,反射后成平行光的性质,手电筒、汽车头灯、军事上的探照灯等用凹面镜作反射面,其作用就是使放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射出,使光束集中,亮度大,照射的距离远。
③凸面镜的性质及作用
a.[演示实验3]用氦氖激光器演示平行光入射凸面镜。
[现象]平行光线经凸面镜后变得发散。
师生共同分析得出结论:
平行光线经凸面镜后发散。
b.让学生手拿一个凸面镜,观察自己的像。
[师]像是放大的还是缩小的。
[生]凸面镜所 成的像是缩小的。
c.相同口径的平面镜和凸面镜哪个视野大
[演示实验4]
1.如图所示,用两张黑纸各剪去一个等大的圆孔,分别粘在凸面镜和平面镜上。
2.把凸面镜和平面镜放在离学生距离相等的位置上,让学生向两个镜中观察,比较从两个镜中看到的范围哪个大,哪个小
[生]口径相同的凸面镜视野比平面镜的大。
d.凸面镜的应用
汽车上的观后镜、马路拐弯处的镜子以及香港汇丰银行大楼上的月光镜都是凸面镜,其目的是扩大视野。
【课堂小结】
通过本节课的学习主要学习了以下几个问题:
1.平面镜的成像特点和成像原理。
2.平面镜的应用:成像和改变传播的方向。
3.球面镜的分类及应用。
【布置作业】
1.复习本节课文。
2.课本P71~P72作业。
3.预习第三节“光的折射”。
【板书设计】
第二节　探究:平面镜成像的特点
一、平面镜成像
1.特点
①像和物体的大小相等。
②像和物体到镜面的距离相等。
③像和物体的连线垂直于镜面。
2.原理
像是反射光线反向延长线的交点,是虚像。
　　二、平面镜的应用
1.成像。
2.改变光路。
三、球面镜
1.定义
2.分类
凹面镜、凸面镜
3.凹面镜的性质及应用
①太阳灶、太阳炉、内窥镜等。
②探照灯、手电筒、汽车头灯等。
【教学反思】
《探究:平面镜成像的特点》是光的反射的重要应用,新课标准中要求“探究平面镜成像时像与物的关系”,与传统教材相比,把研究平面镜成像特点的实验由演示改为了学生的探究实验,让学生通过自主研究,体验科学研究的过程。本节只强调平面镜成像具有“像物等大”“像物等距”,不讲成像的对称性。教材设计的实验表格里,强调了该实验在不同位置做两次,这对学生科学态度的养成十分有益。本节课教学中,我采用了以下方法:
一、从生活中引入例子,便于学生理解
我从生活中的例子引入,我们每天都照镜子,镜子中的像有什么特点呢 并让学生拿起手中的镜子观察,引出这节课的内容:探究平面镜成像的特点。
二、变“讲述式”为“探究式”,努力提高学生的学习兴趣。紧紧围绕实验探究的几个环节去进行探究
由于这是学生第一次进行实验探究,我先让学生熟悉实验探究的几个过程:观察→提出问题→作出猜想→证实猜想。学生拿着手中镜子去观察。由于他们对平面镜成像的特点有很多感性认识,每一位同学都能说出一些,然后让他们提出问题、并作出猜想:“像与物大小相等”“像与物到平面镜的距离相等” 。在同学交流过程中,我不失时机地提出怎样利用桌上的器材,设计实验,验证刚才那两个猜想。在设计实验时,我利用铁架台支起一块大玻璃板,在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛,让学生从点燃的蜡烛这边看过去,会看到玻璃板后面有个像。由于所成的是虚像,而像在哪,像的大小如何确定,这是一个难点。这个时候学生已经把手中的玻璃板固定好了,然后把其中一个塑料蜡烛放到玻璃板前面。我引导学生,我们桌面上有没有跟那个像类似的器材,我们能不能用一个物体去代替这个像呢 (等效替代法)一步步引导学生用另外一个塑料蜡烛去代替前面那个塑料蜡烛的像,去找到像的位置 此时,用多媒体配合讲解,让学生知道实验过程如何做,然后让学生把测量的数据记录在课本的表格中,再去进行分析。
三、把抽象变为形象
平面镜所成的像是虚像,这是比较抽象的。我让学生对比小孔成像。小孔成像在后面能用光屏接收到像,但是平面镜呢 学生在玻璃板后面放一张白纸,从纸上看不到蜡烛的像,可知所成的是虚像。
不足之处:
1.时间把握不好,学生思考、讨论的时间有些少;
2.在学生回答后,教师的点评不够深刻;
3.各个环节之间的语言衔接不够流畅;
4.可以把平面镜的应用放到第二课时讲,这节课就专门讲实验,这样时间就能充裕些。

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