第三节 平面镜成像教学设计
教学目标：
物理观念:能描述平面镜成像的特点;能说出平面镜成像的原理,了解实像和虚像的概念以及他们是怎样形成的。
科学思维:通过平面镜成像特点的实验探究,培养观察能力和动手操作能力,体验用等效替代法确定平面像成像的研究方法。
科学探究:通过实验,探究平面镜成像的特点。
科学态度与责任:领略平面镜成像中的对称之美,通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感。能通过对平面镜、球面镜应用的了解,领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”的喜悦,感受科学技术对人类生活的影响。
教学重难点：
教学重点:利用实验现象探究平面镜成像的特点。
教学难点:虚像的概念和平面镜成像原理。
教学准备：
教师演示:课件、平面镜、两支完全相同的蜡烛、一块薄玻璃板、一张方格纸、支架、烧杯、水、自制潜望镜等。
学生准备:平面镜、两支完全相同的蜡烛、一块薄玻璃板、一张方格纸、支架、刻度尺等。
教学环节和设计意图
一、创设情境 导入新课
播放视频“猫咪第一次照镜子”,教师提出问题“猫咪在干什么?”“它的担心有必要吗?”,进而提出生活中除了镜子还有哪些物体也能成像?
教师:除了镜子,在物理学中把平静水面、玻璃表面这类平的、光滑的、能成像的反射面都叫作平面镜。(教师展示图片)
教师:以上的表面中,哪个与我们熟悉的镜子最接近?
学生:玻璃,平面镜是由玻璃加工而成的,背面有涂层,但玻璃是透明的。
通过有趣的动画、朴实的生活画面及亲身体会,引起学生的兴趣,同时让学生了解平面镜、物体和像这些名称,为进一步探究做好铺垫
将玻璃与镜子进行对比,为后面的实验设计埋下伏笔
二、新课讲解 探究新知
探究点一 实像和虚像
学生自主学习:阅读课本P69~70“实像与虚像”。讨论交流,完成以下问题。
1.什么叫实像和虚像?
2.人是如何看到实像和虚像的?
教师课件展示实像与虚像的区别:
实像是实际光线会聚而成的,虚像不是实际光线会聚而成的,实像既可以用眼睛观察到,也可以用光屏承接,而虚像只能用眼睛观察到,不能用光屏承接。
探究点二 探究平面镜成像的特点
教师提出问题:按照日常照镜子的知识和经验,对比像的位置、大小跟和物的位置、大小有什么关系呢?
1.请两名同学上台表演照镜子。对扮演“物”的同学下口令,“举左手、向后退、眨右眼”等,扮演“像”的同学要配合进行表演,并说自己的具体动作,如举哪只手、眨哪只眼等。
学生进行小组讨论,再派代表发言。
学生猜想出“近大远小、像与物大小相等、像与物到平面镜的距离相同、像与物左右相反、成像大小由平面镜大小决定”等特点。
通过表演,拓宽学生的思考面,提升思考的质量。用支持各猜想观点的不同阵营的方法,进一步调动学生的学习积极性,有序地进行探究活动
2.教师:平面镜成像的大小与物体大小可能相等,如何比较它们的大小呢?教师的手中有两张纸,如何证明这两张纸大小是相等的呢?
学生:将两张纸叠放在一起,如果能重合,说明大小相等。
教师:那么怎么比较平面镜中的像与物大小关系呢?
学生:可以选取两个相同的物体,一个放在镜子前面,另一个放到镜子后面去和像比较大小。
教师:同学们说得很好,这是一种“等效替代法”,但这要求替身物体与镜前物体必须是两个完全相同的物体。
教师演示:用平面镜进行实验,拿着和“物”大小相等的“像”在平面镜后找像的位置,能不能找到像?
学生:不能。
教师:选什么器材替代平面镜,能实现既可以成像,又能透过去看到成像的位置?
学生:使用透明玻璃板替代平面镜,透光性好,能在观察到像的同时,也能观察到镜后物体,这样就解决了确定像的位置和大小问题。
教师:这是本实验的第二个等效替代。
3.过渡:刚才我们研究了如何比较像和物大小的关系,那么怎样比较像与物到平面镜的距离呢?
教师演示:在桌面上铺好方格纸。把一个点燃的蜡烛放在玻璃板前,拿另外一个完全相同的蜡烛在玻璃板后面移动,直到从玻璃板前面的不同角度看上去它都和像重合,把物和像的位置标记出来,测量像和物到平面镜的距离。
要注意玻璃板必须与桌面垂直,请同学们思考为什么必须垂直呢?
学生讨论后小组代表发言:实验时玻璃板如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合。
教师提醒学生:一次实验有偶然性,必须改变蜡烛到玻璃板的距离,再重复以上步骤。
教师:那么平面镜成的像是实像还是虚像?如何进行验证?
学生讨论后小组代表发言:将光屏放在像的位置,看像是否能呈现在光屏上,若能呈现在光屏上是实像,反之是虚像。
学生上台进行演示。
4.学生分组进行实验,观察现象、记录数据,归纳结论。教师课件展示实验步骤。
实验步骤
①在水平桌面上铺一张方格纸;
②玻璃板竖立在方格纸的中线上;
③在玻璃板前一支蜡烛A,用替代蜡烛B去和A的像重合;
④记录物和像的位置,填好表格;
⑤改变蜡烛位置,重复上述实验。
学生实验完成后,小组内讨论并交流、分析实验数据,归纳平面镜成像特点。
分析结论,请小组派代表归纳结论并说明依据。
学生归纳出结论:
结论一:像与物大小相等。依据是物体到玻璃板的距离改变,但玻璃板或平面镜后面的像总与物体完全重合。
结论二:像与物到平面镜的距离相等。依据是实验数据记录表。
结论三:平面镜成虚像。依据是像不能呈现在光屏上。
师:还有其他结论吗?请把像与物用直线连接起来,你发现了什么?
学生:像与物的连线与镜面垂直。
教师:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
实验的设计过程很重要。通过搭建台阶,形成认知冲突,引导学生想方设法解决问题。师生共同把实验的难点“等效替代法”突破,培养学生能力
通过演示,边操作边讲解,实验步骤与要点清晰可见。学生经历了从迷惘到明朗的过程,对实验设计思想印象深刻
充分利用小组合作、交流,调动学生之间的互动。注重小组的展示和组长的点评,以拓展学生参与的广度与深度
学生把观察到的现象总结,培养学生搜集证据,归纳总结并通过现象看本质的分析能力
归纳总结(课件展示):平面镜的成像特点是像与物大小相等、像与物到镜面的距离相等、像与物的连线与镜面垂直,所成的像是虚像。
点拨:说明成像大小与距离无关,成像大小应该由物体本身的大小决定。
探究点三 平面镜成像的原理
1.演示“水火相容”实验:两支蜡烛一支放在玻璃板前点燃,另一支放在一个烧杯中置于玻璃板后,透过镜子可以看到后面的蜡烛也是点燃的,往烧杯中注水,火苗浸没于水中。
教师:为什么火苗可以浸没在水中?
学生:平面镜成虚像。
2.教师:那么虚像是如何形成的?请观看蜡烛在平面镜中成像动画演示,我们来了解平面镜成像的原理是什么?
学生看完动画后,动手再画一次光的反射原理图,要求画两条入射光线和两条反射光线。(如图所示)
探究点四 平面镜的应用
过渡:刚才我们研究了平面镜的成像特点和原理,那么平面镜在现实生活中有哪些具体应用呢?
师:平面镜成像特点广泛应用于我们生活及生产实践,请同学们根据平时的观察,思考并讨论举出一些平面镜应用的实例。
学生:(1)日常生活中,人们利用平面镜来梳妆打扮。
(2)舞蹈演员通过平面镜来矫正姿势……
师:刚才大家举了许多很好的例子,这些例子都是利用平面镜来成像。
板书:平面镜的应用:(1)利用平面镜来成像。
师:平面镜是否还有其他应用呢?大家平时可能有听说过有“千里眼,顺风耳”,可是否有听说过“透视眼”,由两名学生上台表演趣味实验——“隔墙观物”,随后教师结合潜望镜来解释“透视”原理。
平面镜的应用:(2)利用平面镜来改变光路。
教师介绍事物都是有两面性的,平面镜虽然用处广泛,但使用不当还会造成光污染。
凸面镜和凹面镜
(1)凸面镜的应用:汽车的后视镜、街头路口的反光镜等。
(2)凹面镜的应用:汽车前灯的反光装置、太阳灶等。
培养学生汇报探究成果的习惯,在表达中使认识更加全面、深刻将抽象的虚像概念通过实验演示出来,生动呈现虚像的形成过程,学生可以较为直观地感知虚像的含义,从而突破难点用有趣的问题作载体,指导学生利用所学知识解释现象,学以致用培养学生自主学习能力和归纳总结能力,同时体验了“从物理走向生活”
教学反思：
平面镜成像这节课是在光的直线传播和光的反射基础上,立足“从生活走向物理、从物理走向生活”的课程理念,来学习、探究、应用平面镜成像的。平面镜成像的现象在生活中经常见到,学生对此并不陌生,也很感兴趣,但对成像规律和特点往往停留在感性认识的基础上,缺乏较理性的认识和科学的探究。
