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第四章 光现象
《第3节 平面镜成像》教学设计
素养目标
1．知道平面镜成像的特点。
2．通过实验，探究了解平面镜成像的特点。
3．能根据平面镜成像的特点和光的反射定律作图。
4．能根据平面镜成像的特点解决生产生活中的实际问题。
重点难点
1．探究平面镜成像的实验方案的设计和探究过程；平面镜成像的原理。
2．平面镜成像作图；虚像的概念。
教学过程
新课导入
（情景导入）在你照镜子的时候，可以在镜子里看到另一个“你”，镜子里的“人”就是你的像。在平静的水面，房屋树木和它们的倒影相映成趣，形成了一幅美丽的对称图。这个倒影实际上就是岸上房屋树木的像。
像与房子成什么样的关系呢？
课堂探究
探究点一、认识平面镜
结合生活中的经验，认识什么是平面镜。
平面镜：反射面是光滑平面的镜子。光滑平整的反射面可以等效为平面镜。如平静的水面、玻璃等。
探究点二、探究平面镜成像规律
猜想假设：
（1）像与物等大；
（2）像与物到平面镜的距离相等；
（3）像与物左右相反；
制定计划与设计实验：
注意： ①我们怎样确定像的位置？
用玻璃板代替平面镜
②如何测量像与物到镜面的距离？
标记像与物的位置，用刻度尺测量
③如何比较像与物的大小关系？
选取两个完全相同的蜡烛
实验器材：两只相同的蜡烛（实验中用两个相同的A字替代）、薄玻璃板、铅笔、刻度尺、白纸、光屏
进行实验与收集证据：
（1）在水平桌面上铺一张大网格纸，纸上垂立一块玻璃板，玻璃板可看作平面镜。沿着玻璃板底部在纸上画一条直线，代表玻璃板的位置。
（2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，观察它在玻璃板中成的像。
（3）将另一支未点燃的与蜡烛A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后并移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，蜡烛B此时的位置就是蜡烛A的像的位置。在纸上记下这两个位置，同时注意观察蜡烛A的大小和它的像的大小是否相同。
（4）移动点燃的蜡烛A，重复实验步骤（2）、（3）多次（在标记点前标上序号）。
（5）取下蜡烛B，将光屏放在蜡烛B的位置，从玻璃板侧面看，观察光屏上是否有蜡烛A的像。
（6）用直线把各次实验中蜡烛A和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离，用量角器测量这些连线与玻璃板所在位置的夹角大小，将数据记录在下表中：
分析实验记录：
量出每次实验中两个相同的A字到玻璃板的距离。
连接每次实验中两个相同的A字的位置，观察连线与镜面的关系。
实验结论：
（1）平面镜所成的像的大小与物体的大小相等。
（2）平面镜所成的像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
（3）平面镜所成的像的位置与物体的连线与镜面垂直。
平面镜所成像与物体关于镜面对称。
交流与评价：
问题1：玻璃板所成的像远没有平面镜成的像清晰，可是为什么完成平面镜成像实验时却不用平面镜而要用玻璃板替代？
用玻璃板而不用平面镜是为了准确的确定像的大小和位置关系。平面镜成的是虚像，它的大小和位置是无法直接确定的；用玻璃板，虽然像是暗了些，但透过玻璃板能同时看到玻璃板后的蜡烛和玻璃板前蜡烛的像，便于确定位置和比较像的大小。
问题2：平面镜成像时，像与物是等大的，也就是说，像的大小应该与距离无关，但是人远离平面镜时为什么会感觉像变小了？
远离平面镜时人看见平面镜中自己的像的确像是变小了，不过，这并不是镜中像的真实大小发生了变化，而是因为在远离平面镜的过程中，人眼对像的视角在逐渐变小，所以给人的感觉是像在变小。
问题3：完成平面镜成像实验要在什么环境中进行？实验时为什么蜡烛A要点燃而蜡烛B不能点燃？
为了使像显得清晰，平面镜成像实验要在较暗的环境中进行。点燃蜡烛A是为了使更多的光照到玻璃板上使像更清晰从而便于我们观察。如果蜡烛B也点燃，则会因为背景太亮看不清楚蜡烛A的像，所以蜡烛B不点燃。
问题4：我发现玻璃板除了成了一个比较清晰的像外还成了一个隐隐约约的像，这是为什么？
玻璃板有前后两个面，每个面都能反射成像，所以会出现两个像。
问题5：实验中发现无论怎样移动蜡烛B都无法和蜡烛A的像重合，这是怎么回事？
这主要是因为玻璃板和桌面不垂直，这样蜡烛A的像与桌面就不垂直了，像的底部要么在桌面上要么在桌面下，蜡烛B顺着桌面移动无法和蜡烛A的像重合。
探究点三、平面镜成像原理
我们看到蜡烛A的像是因为蜡烛A发出的光经平面镜反射后射入眼睛，它的光路图是什么样的，为什么我们感觉看到平面镜前的物体在平面镜后面？
如图所示，人眼看到蜡烛上点P的光路图。人眼是根据光的直线传播来判断物体位置的。点燃的蜡烛上P点射出的任意两条光线PA、PB经平面镜反射后的反射光线AE1、BE2的反向延长线相交于P′点，人就会感到P′点是一个“发光点”，这两条反射光线是P′发出的，从而将P′点当做物体所在位置，但实际P′点是P点的虚像位置。同理，蜡烛上的其他点也都能在平面镜内产生对应的虚像点，它们共同组成了蜡烛的虚像。因此，平面镜所成的虚像是由射入人眼中的反射光线的反向延长线汇聚形成的。
探究点四、平面镜成像应用
1．平面镜的应用
（1）平面镜成像，如化妆镜。
（2）改变光线的传播方向，如潜望镜。
2．球面镜
反射面是球面的一部分的镜子叫球面镜．
球面镜的分为用球面的内表面作反射面的叫凹面镜和用球面的外表面作反射面的叫凸面镜。平行光线经凸面镜后变得发散，可以扩大视野，用作汽车观后镜或街角镜；凹面镜能把射向它的平行光线会聚在焦点上，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。
课堂小结
板书设计
一、平面镜成像
1．特点
平面镜所成的像与物体关于镜面对称　　
2．原理：光的反射定律
二、平面镜的应用
1．成像
2．改变光路
三、凸面镜和凹面镜
1．定义
2．应用
教学反思
采用“探究式”教学后，通过给学生创设平面镜成像问题情景，激发了学生学习的兴趣，从猜想、设计实验、进行实验，分析实验数据得出结论都由学生完成，学生的积极性强，并且通过平面镜成像特点的探究，学会了一种研究问题的思维程序，以后遇到问题就知道该怎样去探究了。
本次实验是学生自己动手实验，通过探究，发现问题，这也有利于纠正固有的观念错误。个别小组只是好奇观察所成的像，没注意到后面蜡烛所放位置是否与镜前蜡烛所成的像完全重合，导致物距和像距测得不准，有的忽视了探究像与物连线与镜面的关系，使实验流于形式，得不出自主实验的结论，而多数学生的实验在教师引导，点拨下进行的比较顺利。由于学生在实验过程中操作较慢，后面显得时间有点紧，平面镜成像作图题没有得到很好的训练，后续的课堂中需要加深这方面的练习。
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