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4.3 课时1 探究平面镜成像的特点
课题 4.3 课时1 探究平面镜成像的特点
课型 新授课
课时 1课时（45分钟）
教材版本 人教版八年级上册
授课对象 八年级学生
授课时间 年 月 日
教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法
教学用具 薄玻璃板、支架、两个完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺、铅笔、光屏、PPT课件
一、核心素养目标
物理观念
能说出平面镜成像的四个特点：①像与物大小相等 ②像与物到平面镜的距离相等 ③像与物的连线与镜面垂直 ④平面镜所成的像是正立的虚像
理解虚像的概念——虚像不能用光屏承接，是反射光线的反向延长线会聚形成的
理解平面镜成像的本质是光的反射——像与物体关于镜面对称
能运用平面镜成像规律解释生活中的倒影、照镜子等常见现象
科学思维
通过实验设计过程体会控制变量法和等效替代法的思想——用玻璃板代替平面镜（透光）、用等大未点燃蜡烛代替像的位置（等效替代法）
能运用对称性作图法画出物体在平面镜中的像——物与像关于镜面对称
通过分析镜子截断后成像情况，培养空间想象能力和逻辑推理能力
科学探究
经历完整的探究过程：提出问题（像与物的关系？）→猜想假设→设计实验→进行实验→记录数据→分析论证→得出结论
能够规范使用刻度尺测量距离、用白纸记录位置、分析多次实验数据得出规律
通过光屏承接实验验证虚像概念——现象→结论的推理训练
科学态度与责任
通过实验探究培养严谨求实的科学态度——多次实验、如实记录数据
通过实验器材的选择讨论（为什么用玻璃板不用平面镜？为什么用两支相同的蜡烛？），体会巧妙的实验设计思维
感受对称美——平面镜成像的对称性在生活中无处不在（建筑倒影、化妆镜、潜望镜等）
二、教学重点与难点
教学重点：平面镜成像的四个特点：①像与物大小相等 ②像与物到平面镜的距离相等 ③像与物的连线与镜面垂直 ④平面镜所成的像是正立的虚像; 虚像概念——不能用光屏承接，是反射光线的反向延长线会聚形成的; 像与物体关于镜面对称——这是理解和应用平面镜成像规律的核心
教学难点：虚像概念的理解——学生容易混淆「看到的像」和「实际光线会聚成的实像」，需要通过光屏承接实验直观验证：光屏上得不到像→虚像; 等效替代法的理解——用未点燃的等大蜡烛寻找像的位置，学生需要理解「看上去与像完全重合的位置就是像的位置」这一推理逻辑; 实验操作中的误差控制——玻璃板必须竖直放置（否则像与物不能完全重合）、多次实验取平均值
三、教学过程
环节一：情境导入（3～5分钟）
【教师活动】
展示国家大剧院在水中的倒影图片——水面如同镜子，产生了对称的倒影。提问：你在生活中哪些地方见过类似的倒影？镜子里的像和真实的物体有什么关系？这节课我们通过实验来探究平面镜成像的规律。
国家大剧院在水中的倒影——平面镜成像现象
【学生活动】
观看国家大剧院倒影图，联想生活经验：照镜子、平静水面倒影等。初步猜想：像与物体形状相同、大小相同、位置对称等。
【过渡语】
同学们的猜想很有道理，但科学需要实验验证。下面我们像科学家一样，通过提出问题和设计实验，来探究平面镜成像到底有哪些规律。
环节二：新知探究（20～25分钟）
平面镜成像的特点
【教师活动】
组织学生按照科学探究的步骤展开实验：提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→记录数据→分析论证→得出结论。
【讲授】
一、提出问题：（1）像与物的大小有什么关系？（2）像与物的位置有什么关系？
【讲授】
二、猜想与假设：（1）像与物的大小可能相等；（2）像与物到平面镜的距离可能相等；（3）像成在平面镜后……
【教师活动】
引导学生设计实验方案——讨论四个关键问题。问题1：本实验应选择什么样的"平面镜"？引导学生比较平面镜和玻璃板：平面镜不能透光，无法看到镜后的操作；玻璃板既能成像（反射）又能透光，能看到镜后蜡烛，方便确定像的位置。结论：选择薄玻璃板。
【学生活动】
小组讨论实验设计：如何确定像的位置？如何比较像与物的大小？如何测量距离？认识到必须用两支外形相同的蜡烛、刻度尺、白纸等器材。
【讲授】
三、设计实验（关键方法）：
（1）选择玻璃板代替平面镜——能成像且透光，方便看到镜后的蜡烛确定像的位置。
（2）用外形相同但未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去与点燃蜡烛的像完全重合——这个位置就是像的位置（等效替代法）。
（3）用两支大小相同的蜡烛——方便比较像与物的大小关系。
（4）在白纸上标记物、像和镜面的位置，用刻度尺测量距离。
理解要点：等效替代法：用未点燃的蜡烛等效替代了点燃蜡烛的虚像的位置。这是物理学中常用的方法——当某个量或现象不易直接测量时，用另一个容易直接测量的量来替代。
【讲授】
四、实验器材：薄玻璃板、支架、两个完全相同的蜡烛、白纸、刻度尺、铅笔、光屏。
【讲授】
五、实验过程：
①桌面上铺白纸，竖立玻璃板，沿玻璃板在纸上画直线代表平面镜位置。
②点燃蜡烛放在玻璃板前，移动未点燃蜡烛找像的位置，标记物与像的位置。
③测量蜡烛和像到平面镜的距离，记录在表中。
④改变点燃蜡烛的位置，重复实验多次。
【教师活动】
六、记录数据：指导学生设计数据记录表——实验次数、物到镜面距离/cm、像到镜面距离/cm、像与物大小关系。强调多次实验的必要性——避免偶然性，使结论更有普遍性。
实验注意事项：1. 玻璃板必须竖直放置（否则像与物不能完全重合）。2. 实验环境光线不宜过强（环境太亮蜡烛像不明显）。3. 应选用薄玻璃板（厚玻璃板会产生两个像，因为前后两个面都反射——两次成像）。4. 多次实验，并将数据记录在表格中。
【讲授】
七、实验结论——平面镜成像的特点：
①像与物体的大小相等；
②像与物体到平面镜的距离相等；
③像与物体的连线与镜面垂直；
④平面镜所成的像是正立的虚像。
总结：像与物体关于镜面对称。
【教师活动】
演示虚像验证实验：让学生尝试用光屏在玻璃板后面承接像。观察到：光屏上不能得到像。引导学生理解——平面镜成的像是反射光线的反向延长线会聚形成的，不是实际光线会聚成的，因此是虚像。
【学生活动】
实验观察：光屏上得不到像→证明平面镜所成的像是虚像。区分实像与虚像：实像由实际光线会聚形成，能用光屏承接（如小孔成像）；虚像由光线反向延长线会聚形成，不能用光屏承接（如平面镜成像）。
理解要点：1. 平面镜成像的本质是光的反射。2. 像与物体关于镜面对称——这一句话概括了前三个特点。3. 虚像不是由实际光线会聚成的，所以用光屏承接不到。4. 无论镜子大小，都能成完整的像（镜子大小只影响观察范围，不影响像的完整性）。
易错提示：1. 物体远离平面镜时，像的大小不变（仍与物体等大），只是看起来变小——这是透视效果。2. 平面镜成像与镜子的大小无关——小镜子也能成完整人像，只要人离镜子足够远。3. 虚像无法用光屏承接≠虚像不存在——虚像确实可以被人眼看到。4. 平面镜成像中，像与物上下一致、左右相反。
实验设计思路——用玻璃板代替平面镜
实验器材——薄玻璃板、蜡烛、白纸、刻度尺等
实验步骤①——铺白纸、竖玻璃板、画直线标记镜面位置
实验步骤②——移动未点燃蜡烛找像的位置（等效替代法）
实验步骤③④——测量距离、多次实验
实验结论①——像与物大小相等、距离相等、连线与镜面垂直
环节三：例题精讲（8～10分钟）
例题1
关于平面镜成像，下列说法正确的是（ ）
A. 物体离平面镜越远，成的像越小
B. 平面镜所成像的大小与镜子的大小有关
C. 物体在平面镜中所成的像是虚像
D. 虚像不能被人眼看到
【思路分析】
A错——平面镜成像总是与物体等大，与距离无关，远离时看起来变小是透视效果。B错——像的大小等于物体大小，与镜子大小无关，小镜子也能成完整像（只要人离得够远）。C对。D错——虚像不能由光屏承接，但可以被眼睛看到（平面镜里的像我们都能看见）。
【答案】C
【变式训练】
一个人站在平面镜前，他向后退了1m。此时他在镜中的像的大小会如何变化？为什么？
例题2
小明身高1.7m，站在竖直放置的平面镜前1.5m处。请问：（1）他的像有多高？（2）像与平面镜的距离是多少？（3）小明与他在镜中的像之间的距离是多少？（4）如果小明以0.5m/s的速度向平面镜靠近，他的像向什么方向移动？像移动的速度是多少？
【思路分析】
这是平面镜成像规律的定量应用题。关键：像与物始终关于镜面对称→物到镜面的距离=像到镜面的距离→物与像的距离=2×物到镜面的距离。物体移动时，像也以同样的速度反向移动。
【答案】（1）像高1.7m（像与物等大）。（2）像与平面镜的距离为1.5m（像与物到镜面的距离相等）。（3）小明与像的距离=1.5m+1.5m=3.0m。（4）像向平面镜靠近，速度为0.5m/s（因为像与物始终关于镜面对称，物移动速度=像移动速度）。
【变式训练】
如果小明以0.5m/s的速度远离平面镜，像与小明之间的距离变化速度是多少？
环节四：课堂练习（5～7分钟）
A组·基础巩固
练习1. 如图是从平面镜中看到的表盘，此时实际时刻是（　　）
镜中看到的表盘——判断实际时刻
【答案】B
【解析】
平面镜成像上下一致、左右相反。从镜中看到的表盘与实际表盘左右颠倒，沿竖直轴翻转即得实际时间。实际时刻为5:20，选B。
练习2. 一只小球S水平向左朝A点滚去，若平面镜与水平地面成45°夹角，则平面镜中小球的像的运动方向是（　　）
平面镜中小球像的运动方向示意图
【答案】D
【解析】
平面镜与水平地面成45°→像的运动方向与物的运动方向关于镜面对称。小球水平向左滚→根据对称性，像应竖直向下移动。选D。
练习3. 宠物狗狗正前方竖立着一面镜子，它正在欣赏镜中的自己（如图所示），假设狗狗不动，把平面镜沿MN截成两半，并分别向两侧平移一段距离（两块镜面仍然在原镜面平面内），则狗狗的头部通过左、右两面镜子（　　）
A.都不能成像
B.各成半个像，合起来成一个完整的像
C.都成完整的像，且两个像在不同位置
D.都成完整的像，且两个像在同一位置
平面镜截断后的成像情况示意图
【答案】D
【解析】
平面镜成像时，像的位置由物到镜面的垂直距离决定。两块镜子虽然截断并平移，但都在同一平面内（镜面平面不变），所以物体到两块镜面的距离相同→成的像是完整的、在同一位置。选D。
B组·能力提高
练习4. 在"探究平面镜成像的特点"实验中：（1）用玻璃板代替平面镜的目的是________________。（2）用两支相同的蜡烛是为了________________。（3）实验时玻璃板必须________放置，否则会出现________________的现象。（4）实验结论：平面镜所成的像是________像（填"实"或"虚"），像和物体到镜面的距离________，像和物体的大小________。
【答案】（1）便于确定像的位置（玻璃板能透光，可以看到镜后的蜡烛）。（2）比较像与物的大小关系。（3）竖直；像与物不能完全重合。（4）虚；相等；相等。
【解析】
本题考查实验探究的主要细节。玻璃板替代平面镜是等效替代法的体现，竖直放置是实验成功的关键条件之一。
练习5. 检查视力时，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上平面镜里的像。要求被测者与视力表在镜中的像相距5m。若视力表到平面镜的距离为3m，则人到平面镜的距离应为多少？请画出示意图并计算。
【答案】人到平面镜的距离为1m。计算过程：视力表到平面镜距离3m→视力表的像在镜后3m处。视力表的像到平面镜距离=3m。被测者与视力表的像的间距=人距镜面距离+像距镜面距离=人距镜面+3m=5m→人距镜面=2m→人到平面镜的距离为2m。
（修正：题目说视力表放在被测者头部后上方→视力表在人后方，所以视力表→平面镜=3m，人→视力表像=5m。人→平面镜=x，人→视力表=3+x(但人距视力表没给)。更可能是：人距镜x，视力表距镜3m，像距镜3m。人到视力表像的距离=人距镜x+像距镜3m=5m→x=2m。即人到平面镜的距离为2m。）
【解析】
应用平面镜成像的距离对称性解决实际问题。关键：像到镜面的距离=物到镜面的距离。建立距离关系方程求解。
环节五：课堂小结（2～3分钟）
【教师引导】
引导回顾：①平面镜成像的四个特点——等大、等距、垂直、正立虚像；②一句话总结：像与物体关于镜面对称；③关键实验设计：为什么用玻璃板？为什么用两支相同的蜡烛？什么叫等效替代法？④虚像与实像的区别。
【课堂互动】
"特点速问速答"：教师快速提问（如"物距2m，像距多少？"、"物体高1.5m，像多高？"、"光屏能承接平面镜的像吗？"），学生抢答。最后总结成一句话：像与物体关于镜面对称。
四、板书设计
4.3 课时1 探究平面镜成像的特点
一、探究流程
提出问题 → 猜想假设 → 设计实验 → 进行实验
→ 记录数据 → 分析论证 → 得出结论
二、实验关键设计
①玻璃板（透明，能看到镜后）——确定像的位置
②两支相同蜡烛——比较像与物的大小
③等效替代法——用未点燃蜡烛替代像的位置
④多次实验——避免偶然性
三、平面镜成像的特点
①像与物大小相等
②像与物到平面镜距离相等
③像与物的连线与镜面垂直
④平面镜所成的像是正立的虚像
★ 像与物体关于镜面对称
四、虚像
定义：反射光线反向延长线会聚形成
特点：不能用光屏承接，但人眼可以看到
五、应用
对称法读钟表 | 对称法求像的位置 | 体检视力表测距
五、教学反思
1. 学生是否真正理解了"等效替代法"——用未点燃蜡烛找像的位置的推理逻辑？还是只是机械记忆了实验步骤？
2. 虚像概念的建立是否到位——光屏承接实验是否让每个学生都亲眼观察并理解"虚像不能承接"？
3. 实验操作中，学生是否注意到了玻璃板必须竖直放置？如果不竖直，像与物不重合的现象他们是否观察到并思考了原因？
4. 多次实验的意义是否被学生理解——不只是"老师说要做多次"，而是真正体会"避免偶然性、寻找普遍规律"？
5. 像与物体等大、与距离无关这一结论，学生是否还会被"近大远小"的生活经验干扰？
6. 本次实验中，学生的动手操作时间是否充足？数据记录是否规范？结论的得出是否有充分的数据支撑？

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