初中物理三、学生实验：探究平面镜成像教案

学生实验：探究平面镜成像

【教学目标】

一、知识与技能

1．了解平面镜成像的特点。

2．了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。

3．理解日常生活中平面镜成像的现象。

二、过程与方法：

1．经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。

2．观察实验现象，感知虚像的含义。

三、情感态度与价值观：

1．在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。

2．培养实事求是的科学态度。

【教学重点】

平面镜成像的特点；实验探究的方法与合作学习。

【教学难点】

平面镜成像的原理；虚像是怎样形成的。

【教学过程】

一、导入新课：

播放影片《红楼梦》中关于刘姥姥在宝玉房间照镜子的趣事片断。

教师：刘姥姥把谁看成了她的亲家母？ 学生：她自己。

教师：哪的自己？学生：镜中的。

教师：物理学中把刘姥姥照的那面表面是平的镜子称为平面镜；镜子外面的她称为“物”；镜子里面的她称为“像”。今天我们共同学习“平面镜成像”。教师板书课题。（本环节学生怀着好奇心观看影像，感受“刘姥姥”第一次照镜子时颇有趣味性的表现，激发学生的学习兴趣；同时避免了解释“像”是什么的困难，又对什么是“像”有了形象、直观的认识）。

二、进行新课：

【探究平面镜成像的特点：】

（一）观察：

学生活动：学生照镜子，观察自己在靠近或远离平面镜时，像的大小、位置有没有发生变化，发生了怎样的变化？（为学生猜想平面镜成像的特点提供形象、直观的感性认识。）

（二）提出问题：

由教师提出本节课的探究课题：平面镜成像时，像的大小、位置跟物体的大小、位置有什么关系呢？平面镜成像有什么特点呢？（出示课件）

（三）猜想与假设：

教师：通过刚才的观察，同学们猜想一下平面镜成像可能有什么特点？（教师不做任何暗示，让学生充分想象）本环节学生可能提出很多猜想（允许有不正确猜想），但由于课堂时间有限，本节重点用实验验证学生提出的以下猜想：1．像与物到镜面的距离相等； 2．像是“近大远小”的；像与物体大小相同。（出示课件）并告诉学生，随着学习的深入将会逐步验证、学习同学们提出的其他猜想。然后介绍实验器材及使用方法。

（四）设计实验；进行实验（验证猜想1：像与物到镜面的距离是否相等）

1．设计实验：（在课前预习的基础上）教师组织学生分组讨论、设计验证猜想1的实验方案，并进行小组间的方案交流，小组之间互相补充，教师针对交流中暴露出的问题加以修正，并梳理学生的设计，筛选出最合理的探究方案。这样有利于学生更好地掌握实验方法，并从中初步学会如何设计实验方案。在学生小组交流的过程中主要解决以下问题：

（1）如何确定像的位置？把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支未点燃的蜡烛放在成像的位置，直到看上去与像完全重合，这个位置就是像的位置。

（2）怎样判断后面的蜡烛与像已经完全重合？在玻璃板的前面左右移动头部，直到从不同位置看起来后面的蜡烛和像完全重合为止。（如果学生课前做好预习，这些问题学生能自己找到答案，并能设计出验证猜想1的实验方案）

（3）实验时，为什么要用玻璃板而不用平面镜？（这个问题提出后，多数学生茫然，他们急切地想知道答案）解决方法：教师指导学生亲自动手实验，分别去确定平面镜和玻璃板中像的位置。实验过程中学生会发现，看不到平面镜后面的蜡烛，无法知道它是否与像完全重合，所以不用平面镜。而使用玻璃板成像时，可以看到后面的蜡烛是否与像完全重合，所以使用玻璃板。通过此实验可潜移默化地向学生渗透“替代法”。

（4）引导学生知道：一次实验有偶然性，不足以说明问题，至少要将蜡烛的位置改变一次，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为了培养学生的科学态度，以免由于为了节省时间而忽略必要的实验环节，使学生形成以偏盖全的片面的思维方法。（出示课件：展示疏理后的设计方案）

2．进行实验，收集证据：

（1）实验前教师强调实验要领：玻璃板一定要竖直；后面的蜡烛与像完全重合；别忘记录物、像和玻璃板的位置及实验数据；实验时要注意玻璃板轻拿轻放，不要让蜡油烫到手，实验完毕要及时熄灭蜡烛。

（2）学生实验时，教师巡视观察，提供帮助，找到学生实验小组中有代表性的操作，收集实验过程中的问题，为交流和评估环节做准备。

（3）利用实物投影展示各学生小组的实验记录和数据，各小组派代表分析数据得出结论即：像与物到镜面的距离相等。

（4）教师引导学生观察物像连线与玻璃板所在直线，这两条相交的直线有什么位置关系？学生很容易发现平面镜成像的又一特点：物、像的连线跟镜面垂直。

（五）设计实验；进行实验（验证猜想2：像是“近大远小”的；还是像与物体大小相同）。

1．设计实验：学生利用高度不同的蜡烛分组讨论、设计验证猜想2的实验方案，并进行小组间的方案交流。

学生方案1：把点燃的蜡烛放在离玻璃板远近不同的位置，观察像的大小（此方案教师要给予否定，利用人眼对同一架飞机在高空和跟前的不同视觉感受，说明仅凭眼睛观察来判断像与物的大小关系并不可靠）。

学生方案2：把一根中等高度的蜡烛放在离玻璃板较近的位置，拿另一根较高的蜡烛移到成像的位置处，观察它们能否完全重合，从而验证“近大”是否正确；同理去验证“远小”是否正确。

学生方案3：取两支完全相同的蜡烛，点燃其中一支放在离玻璃板远近不同的位置，拿另一支移到成像的位置，比较像与后面蜡烛的大小关系。……（出示课件：展示疏理后的设计方案）

2．进行实验，收集证据：

各小组采用不同的方案进行实验，并派学生代表表述观察到的实验现象从而得出“像和物的大小相同，与物体到镜面的距离无关”的结论。

【平面镜成像原理】

学生知道：看到燃烧的烛焰是烛焰发出的光进入人眼，引起的视觉；也会有学生误认为：看到烛焰在镜中的像，也一定是像发出的光进入人眼引起的视觉。为纠正学生的这种错误认识，帮助学生建立“虚像”的概念，设计以下学生活动：

1．学生把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支相同的蜡烛与像完全重合，确定像的位置。

2．用一个空心塑料纸筒，把像罩在“里面”，学生会发现在玻璃板前面还能看到烛焰的像，说明人眼看到像时，进入人眼的光不是由像发出的。

3．再用另一个空心塑料纸筒，把点燃的蜡烛罩在里面，此时看不到烛焰的像，说明人眼看到像时，引起视觉的光与烛焰发出的光有关。

教师：烛焰发出的光，经过怎样的路径进入人眼，让我们看到像的呢？教师利用多媒体课件解释平面镜成像原理：

烛焰上S点发出的光经平面镜反射后，反射光线进入人的眼睛。人眼感觉这些反射光线好像是从镜后的S’点发出的，人眼逆着反射光线看过去就看到了点S’，S’就是S在平面镜中的像。实际上镜后并不存在光源S’，进入人眼的光也不是由像点S’发出。像点S’是由反射光线的反向延长线相交而成的，它不是实际光线会聚成的，我们把这样的像称为虚像。平面镜成像的原理是光的反射。