人教版（2024）八年级上册（2024）平面镜成像教学设计

这是一份人教版（2024）八年级上册（2024）平面镜成像教学设计，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教具准备，教学难点，教学课时，课前预习，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1.能描述平面镜成像的特点
2.通过实验，探究并了解平面镜成像的特点.
3.能通过对平面镜、凸面镜和凹面镜的应用的了解，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.
【教学重点】
1.平面镜成像的特点及应用.
2.凸面镜和凹面镜的光学性质.
【教具准备】
演示用：平面镜（大小形状各不同）、凹面镜、凸面镜、激光演示器、口径相同的平面镜和凸面镜、多媒体课件.
学生用：玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8开白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜.
【教学难点】
1.虚像的概念.
2.凸面镜和凹面镜的应用.
【教学课时】1课时
【课前预习】
1.平面镜是指反射面是 平面 的镜子，平面镜能成像是利用了光的 反射定律 .平面镜可以改变 光的传播方向 .
2.平面镜成像的特点：成的是正立的虚像，像的大小与物体的大小 相等 ，像和物体到平面镜的距离相等，像与物体的连线与 镜面 垂直，即物与像相对于 镜面 对称.
3.凸面镜和凹面镜工作时遵循光的 反射定律 .
4.将一束平行光照在凸面镜上，使平行光束 发散 ；照在凹面镜上，使平行光束 会聚 .
【教学过程】
[巩固复习]
教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
[新课导入]
教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察，引导学生说出镜子的特点.
生1：这些镜子的表面都是平的.
生2：用这些镜子可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”，镜子里的“面孔”、“物体”叫作像.镜中的像与原物体的形状一样.
这种表面水平的镜子叫作平面镜.下面请同学们观察自己在平面镜中的像，并思考以下问题.（多媒体展示）
思考题：（1）当你改变与平面镜间的距离时，像怎样变化？
（2）像的大小与物体的大小有怎样的关系？
（3）像的大小与平面镜的大小有关系吗？
学生思考，但有的无法回答.（这些问题，并不要求学生立即回答，目的是为了引起学生学习的兴趣）.
要想知道上面这些思考题的答案，我们就一起来学习“平面镜成像”的知识.
[进行新课]
平面镜成像的特点
1.向学生示范并说明实验探究活动的目的和过程.
实验目的：(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.
实验过程：（边示范边讲解）
（1）像下图那样，将一张8开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.
探究平面镜成像的装置
（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）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，直到从不同位置看上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.
（4）在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画直线把每次实验中两支蜡烛的位置连接起来，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.
（5）把测量结果填写到下表中.
小组问题讨论：
实验中使用的玻璃板能否用平面镜替代？不能，实验中用透明薄玻璃板，一是为了便于确定像的位置；二是可以排除玻璃板前后两个反射面形成重像的干扰.
思想方法：
在做平面镜成像的实验时，采用了替代法，实验过程中应注意的问题：（1）在做探究平面镜成像特点的实验时，玻璃板与桌面一定要垂直；（2）用于与像重合的物体一定要与原物体完全相同；（3）测量物、像到玻璃板的距离时，一定要注意与替代玻璃板位置的线垂直.
[进行新课]
2.学生分组实验.
把教材P99图4.3-2的演示实验再改为学生实验，学生通过动手实验，自己进行分析总结，既有利于平面镜知识的学习，也有利于实验能力的培养.
3.在实验基础上得出成像特点.
教师提问：（1）平面镜中的像与物体大小是否相等？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？
学生回答：（1）平面镜中的像与物体大小相等.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，因为两支蜡烛到玻璃板的距离相等.
师生共同分析得出平面镜的成像特点.
[板书]
平面镜成像的特点：
(1)物体在平面镜中成的是正立的虚像；
(2)像和物体的大小相等；
(3)像和物体到镜面的距离相等；
(4)像和物体的连线与镜面垂直.
【例1】（多媒体展示）身高1.6m的人站在穿衣镜前，离镜0.5m，他在镜中的像多高？像离镜多远？当他后退0.5m时，像高和像到镜面的距离怎样变化？
解析：平面镜成像的大小与物体的大小相等，与镜面的大小或物体离镜面的距离无关.
答案：（1）像高1.6m，像离镜0.5m.
（2）人后退0.5m时，像高不变，像到镜面的距离增加0.5m.
平面镜成虚像的原理
对于平面镜的像是靠光的反射形成的，学生并不了解，教师可先给学生设疑：我们能看见物体，是因为有光射入眼睛，我们也能看到物体在平面镜里的成像，成像的光是从哪里来的呢？然后利用教材P100图4.3-3分析平面镜成虚像的原因，边板书边讲授，进行解疑，这样既巩固了反射定律，又培养了学生研究新问题的能力.具体做法可按下面步骤进行：
1.教师在黑板上画出平面镜，先给出一个发光点S,然后向学生提问：
(1)点S能发出多少条光线，方向如何？
(2)射到平面镜上的光线有多少条？
学生回答：(1)点S能向四面八方发出无数条光线.
（2）射到平面镜的光线有无数条.
2.教师让学生选出一条入射光线，并画出它的反射光线，再选出另一条入射光线，并画出它的反射光线.
3.教师提出启发问题：这两条反射光线沿传播方向能否相交？如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上，会觉得这两条光线是从哪里发出的？并在图上画出一只眼睛.
师生共同分析得：
（1）这两条反射光线不能相交.
（2）当眼睛正处于反射光线的路径上时，根据光沿直线传播的经验，眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S′处发出的.
小组问题探讨：
我们知道平面镜成的是正立等大的虚像，可岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的，这是为什么呢？
①平静的水面可看做一个平面镜，它可以成虚像.
②对物体上的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点到水面的距离相等.
③由于树木和房屋上的各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像也距水面越近，所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了.
特别提醒：
1.平面镜成像的大小与物体的大小相等，与平面镜大小、物体到平面镜的距离、平面镜放置的位置等均无关，我们在平面镜中看到物体“近大远小”是因为视角发生变化.
2.无论镜子多小，都能使物体形成一个完整的与物体等大的像.
规律总结:
平面镜成像作图
方法一：反射定律法（即根据光的反射定律作出光的传播路线）
[进行新课]
教师边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长，得交点S′.
4.教师指导学生看教材P100图4.3-3，随即指出：
（1）S′是S发出的光线经平面镜反射后反射光线延长线的交点.但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点，所以S′叫虚像.
（2）物体上的每个点在镜子里都有一个像点，所有的像点就组成整个物体的虚像.虚像不是实际光线会聚而成的.
[板书]
平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点，因此是虚像.
【例2】（山东泰安中考）如图所示，A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出点光源S和像点S′的位置，并完成反射光路图.
解析：根据反射光线反向延长线过像点，将两条反射光线分别反向延长交于一点，该点就是光源的像点S′，再根据平面镜成像的特点——像与物关于平面镜对称，作出光源S的位置，将光源S分别与两个反射点连接作出入射光线，并标注箭头.
答案：
平面镜的应用
同学们想一下哪些地方用到平面镜？
生1：练功房里，演员用它来观察自己的姿势和动作.
生2：牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙.
生3：古人用磨光的铜面作为镜子.
同学们回答得好，你们所说的例子都是利用平面镜成像，下面我们再来研究平面镜改变光路的事例.
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.潜水艇上的潜望镜（如图乙所示）原理与之相同，它们都是利用平面镜来改变光路.当潜水艇下潜后，艇内的船员便可通过潜望镜来观察水面情况.
甲潜望镜 乙潜水艇上的潜望镜
教师总结并板书平面镜的应用.
[板书]平面镜的应用：（1）成像；（2）改变光路.
步骤如下：如图1，①从发光点S引出两条光线，射到平面镜上；②作两条入射光线的法线；③根据光的反射定律，作两条入射光线的反射光线；④作反射光线的反向延长线，交点S′即为发光点S的像点.
方法二：对称法（即根据平面镜成像规律作图）
步骤如下：如图2，①过S点作镜面的垂线（像与物的连线垂直于镜面所在直线）；②取S′点，让S′到镜面的距离等于S到镜面的距离（像到镜面的距离与物到镜面的距离相等）；③画出像点S′（像与物体大小相等）.
特别提醒：
被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律.
[进行新课]
凸面镜和凹面镜
学生自主学习教材P101“科学世界”，教师再分析归纳.
（1）凸面镜的性质及作用
①凸面镜的性质：
演示实验1：用激光器平行射向凸面镜.
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.
教师让学生手拿一个凸面镜，观察自己的像.
像是放大的还是缩小的？
生：凸面镜所成的像是缩小的.
演示实验2：
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.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.
②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.
（2）凹面镜的性质及作用：
①凹面镜的性质：
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：我们猜想光应该是会平行射出的.
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3：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.
②凹面镜的应用：
a.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制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.
[进行新课]
b.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击，使光束集中，亮度大，照射的距离远.
[课堂小结]
平面镜是一个非常重要的光学元件，在生活中的应用也很广，这部分光学知识为将来的学习打下了基础.几何光学的学习要突出几何作图，同学们应严格按照规范化的作图格式进行训练，紧紧抓住平面镜成像特点进行思考.平面镜无处不在，无处不有，给我们的生活增添了许多美丽的风景.
[教材习题解答]
【教材P102“练习与应用”】
1.解：玻璃板既能透光又能反光，能看到前面物体在后面成的像，也能看到后面的物体，便于找到像的位置.2.解：小芳站在穿衣镜前1m处时，镜中的像与她相距2m；若她远离平面镜0.5m，则镜中的像与她相距3m；镜中像的大小不会改变.
5.解： 视力表在镜中的像与被测者相距2.7 ｍ＋2.7ｍ－0.4ｍ＝5ｍ.采用这种方法可以在较小的房间内检查视力，节省空间.
解：水平射出.光路图
[教材习题解答]
【例3】如图是探究平面镜成像特点的实验装置.
（1）实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B是为了比较像与 的大小.
（2）点燃竖直放置在水平面上的蜡烛A，小红同学在桌面上无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B，都无法与蜡烛A的像完全重合，请你推断其原因是 .
解析：取两根完全相同的蜡烛，将蜡烛A点燃放在玻璃板的一侧，将未点燃的蜡烛B在玻璃板的另一侧来回移动，直到观察到未点燃的蜡烛也好像被点燃了，此时蜡烛B的位置就是蜡烛A的像的位置，因为蜡烛B与蜡烛A等大，所以比较蜡烛B与像的大小即可判断物与像的大小关系.由于小红同学是在桌面上移动蜡烛，因此当玻璃板与桌面不垂直时，其像要高于桌面或低于桌面，此时无论如何移动蜡烛B，也找不到蜡烛B与像重合的位置.
答案：（1）物（2）玻璃板与桌面不垂直
【例4】汽车驾驶室外的观后镜常用凸面镜，而不用同样大的平面镜，主要是为了（ ）
使观察到的范围更大些
B.使观察到的像更清晰
C.使观察到的物体更大些
D.使观察到的距离更远些
解析：用光的反射定律作图可知，同样大小的凸面镜与平面镜相比，凸面镜观察到的范围更大些，因此，常用凸面镜做汽车驾驶室外的观后镜，主要是为了使观察到的范围更大些.
答案：A
[布置作业]
教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
规律方法：
凸面镜对光线有发散作用，它的利用一般是为了扩大观察视野；凹面镜对光线有会聚作用，它的利用一般是为了聚光，使观察点更明亮或温度更高.