陕西省靖边县第四中学八年级物理上册 5.3 学生实验 探究——平面镜成像的特点(二)导学案

探究——平面镜成像的特点一、教材分析这节内容是本章的重点，内容主要是通过以学生为主题的实验来探究平面镜的成像特点。

实验探究中，学生先依据生活经验来猜想，然后自己动手探究，得出平面镜的成像特点。

它体现了《课标》中的教育理念：体验科学探究的过程培养学生与他人合作交流的精神，同时也培养了分析问题和解决问题的能力。

二、学情分析由于学生在日常生活中对平面镜很熟悉，对平面镜成像的特点也有一些初步的认识，但部分学生会因为受视觉的影响可能会提出诸如“像比物小”，“物体离平面镜越远，像越小”这样的猜想。

三、教学目标1、知识与技能（1）了解平面镜成像的特点；（2）了解平面镜成虚象以及虚象是怎样形成的；（3）会根据平面镜成像的特点找到镜中像的位置。

2、过程与方法（1）体验用替代的方法确定像的位置的研究方法；（2）通过平面镜成像的特点的实验探究过程，培养学生描述现象，归纳规律的能力；（3）在实验中观察物理现象，培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。

3、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）通过对平面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响；（3）培养学生乐观的生活态度。

四、教学重、难点的确定1、重点：平面镜成像的特点2、难点：平面镜成像的原理和虚象的概念五、教学用具准备两只完全一样的蜡烛模型、一块玻璃板、支架、坐标纸、刻度尺六、教学过程板书设计：探究——平面镜成像的特点1、平面镜的概念2、平面镜成像的特点①平面镜成虚像 ②物和像大小相等 ③物像到镜面距离相等 ④物像连线与镜面垂直 ⑤像和物左右相反3、平面镜的应用。

实验报告一、实验目的了解平面镜成像的特点，并通过实验验证平面镜成像的规律。

二、实验器材平面镜、物体（如钢尺等）三、实验原理平面镜是一种光学元件，具有反射光线的能力。

光线入射到平面镜上，会发生反射，形成一个像，即我们所看到的物体的投影。

根据反射的规律，我们可以得到平面镜成像的特点：1.入射光线与镜面的法线的夹角等于反射光线与镜面法线的夹角2.入射光线、反射光线和法线都在同一平面上3.入射光线与反射光线之间的夹角等于物体与像之间的夹角四、实验步骤1.将平面镜竖直放置在桌子上，固定好。

2.将物体（如钢尺）竖立在平面镜前，调整其位置，使其与平面镜的法线垂直。

3.观察在镜中的物体像的特点，记录下来。

4.调整物体的位置，重复步骤3，观察并记录下不同位置的物体像。

5.对观察的数据进行整理和分析。

五、实验数据记录与分析1.第一次实验物体与镜的距离：30cm物体像离镜的距离：15cm物体高度：10cm物体像的高度：5cm2.第二次实验物体与镜的距离：20cm物体像离镜的距离：10cm物体高度：10cm物体像的高度：10cm根据实验数据可知，物体与其像在镜面上的位置之间的关系可以总结为：1.物体与像的距离相等2.物体与像的高度相等这就是平面镜成像的特点，即物体与其像在平面镜上的位置和形状是相似的，只是方向相反。

六、实验总结通过本次实验，我们对平面镜成像的特点有了更深的理解。

根据实验结果，平面镜成像具有以下特点：1.物体与像的距离相等2.物体与像的高度相等平面镜成像的这些特点能够帮助我们理解光的传播过程以及光线与平面镜的反射关系。

而通过这些特点，我们可以进行相关计算，求解物体与像的位置和形状的关系。

在今后的学习中，我们可以进一步探究平面镜成像的规律，并应用于实际生活中的问题，如镜子的制作、光学仪器的使用等。

通过不断的实践与应用，我们将对平面镜成像的特点有更为深刻的认识。

第3节学生实验：探究——平面镜成像的特点【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.【过程与方法】1.体验用“替代”的方法确定像的位置的研究方法.2.通过平面镜成像特点的实验探究过程，培养学生描述现象，归纳规律的能力.3.在实验中观察物理现象，培养学生发现问题，提出问题，解决问题的能力.【情感、态度与价值观】1.在用多种方法探究平面镜成像规律后，又将自己的见解公开，并与他人交流的愿望，认识交流与合作的重要性.2.在活动中培养学生实事求是的研究态度.3.在活动中培养学生实验意识和理论联系实际的意识，使学生乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理.【重点】设计实验探究平面镜成像特点.【难点】用平板玻璃取代平面镜来探究平面镜成像特点，用物体与像重合，来比较像与物的关系.这两个“替代”是实验的关键，也是设计难点.平面镜成像的原理和虚像的概念.知识点平面镜成像的特点1.引入.在自然界中也有平面镜（课件显示倒影），同学们平时观察过这些美景吗？那么现在让我们面对手中的平面镜，我们能够看到什么？2.观察平面镜中的像.请同学们用平面镜观察自己的脸，思考：(1)脸和脸的像大小相等吗？（脸和脸的像大小相等.）(2)眨右眼时，平面镜中的像也眨右眼吗? （平面镜中的像是眨左眼）3.猜想与假设.同学们，我们经常使用平面镜，对平面镜成像问题有许多感性的认识，同学们能不能说一说平面镜成像有哪些特点呢？（教师不做任何暗示，让学生充分发挥想象），学生讨论、归纳：可能有：（允许有不正确的猜想）（1）像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线与镜面垂直.（2）像与物等大.4.探究课题.非常好！这节课我们重点探究：平面镜中成像时，像的大小、形状、及位置与物体的大小、形状及位置有什么关系?平面镜所成像能否呈现在光屏上?5.设计实验验证猜想.（1）像与物到镜面的距离是否相等.（2）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.（3）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）如何来探究像与物体的大小是否相等呢？（明确探究目的）.老师给学生思考空间，学生思考分析、讨论、归纳.6.设计实验验证猜想（2）像是“近大远小”的还是像与物体大小相同.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）我们采用什么方法来验证像与物体是否大小相等呢？学生自由回答.比较像与物体的大小（明确探究方法）.找一个跟镜前物体完全相同的物体与像比较（替代物）.7.进行实验与收集证据.同学们２人为一小组，用桌子上的平面镜和其它器材做实验试试看，行不行.（玻璃板暂不取出）同学们成功了吗？有什么问题？学生自由发言.8.引导.我们只能在平面镜的前面看见物体的像，在背面看不见像了，没办法把“替代物”放到平面镜背面的像的位置上.大家在后面放一张白纸（作光屏），屏上会出现物体的像吗？为什么像不见了呢？（学生思考、讨论）平面镜成的像不是真实存在的.镜子后面的漆挡住了光线，无法透过.（学生自由发言）（课件显示）师问：怎样才能同时看见像和“替代物”？怎样解决这个问题？怎样寻找像的位置？用什么办法比较像和物到镜面的距离的关系？（学生思考、分析、讨论，得出解决办法）学生纷纷换用平板玻璃继续完成实验.(1)实验器材：有平面镜、两支相同的笔、有颜色的纸板、两只相同的棋子.(2)实验步骤：○1将玻璃板垂直置于光具座的中央，在玻璃板的一侧立一三角块支架，透过玻璃板观察其另一侧面的三角块支架的像.○2将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像.○3将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系.○4移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化.○5量出蜡烛和像到玻璃板的距离.（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.）教师观察发现问题，及时指导.学生主动积极探索实验，并采集实验数据，完成探究报告单.（3）分析和论证.○1学生分析有关数据，讨论观察的实验现象，归纳结论.（课件显示）师小结：可认为像与物体是关于镜面对称.○ 2上课时，我们看了平静的水面相当于平面镜，产生的美景，现在能不能用我们刚才探究的规律解释一下，水中的美景为什么看上去是倒立的呢？（课件显示）选取自然界和生活中平面镜成像的现象，让学生领略物理现象的美妙与和谐.并讨论、分析形成的原因.要点主要是：水面相当一平面镜；物体在水中的每一个像点都与物点“等距”；从水面上看是倒的了.引导学生分析所成的像并不是真实存在的，是虚像.9.总结.平面镜成的像不能在光屏上呈现，物理学把这种像叫虚像，而把能在光屏上呈现的像叫实像.（课件显示：能在光屏上呈现的像叫实像.不能在光屏上呈现的像就是虚像.）那么平面镜所成的像是虚像还是实像？生：虚像.（课件显示）通过作图来认识平面镜成虚像的含意，知道是光的反射形成的，巩固光的反射规律知识.10.评估与交流.实验操作中有什么不足之处？测量的结果是不是可靠？各组的探究结果是否相同？对于平面镜成像的特点还有哪些猜想？课后同学们自己探究一下．平面镜所成的像与物体左右是相反的吗？11.了解平面镜成像在生活中的常见应用.并结合阅读材料讲述凹面镜和凸面镜分别对光线具有会聚和发散作用，以及讲述一些生活中常见的利用球面镜的实例.【跟进训练】1.有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口，缺口下面有一面镜子，它的作用是（ A ）A.读数时使眼睛处于正确位置B.增加刻度盘的亮度C.检验仪表是否水平D.便于观察仪表的内部结构2.水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向镜面滚去．要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为（ B ）A．30°B．45°C．60°D．90°3.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强．如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是（ A ）A.凹型镜面B.凸型镜面C.平面镜面D.乳白平面1.平面镜成像的特点：等大、等距、垂直.2.平面镜所成的像是虚像.所以不能在光屏上呈现，只能用眼睛观察.完成本课对应训练．教学视频见课件．。

实验报告：探究平面镜成像的特点一、实验目的1. 理解平面镜成像的原理；2. 探究平面镜成像的特点，如成像位置、成像大小、成像方向等；3. 增强实践操作能力，提高对光学知识的理解。

二、实验原理平面镜成像原理：平面镜成像是由光线在平面镜上的反射形成的。

根据光的反射定律，入射光线与反射光线在法线上的夹角相等，且入射角等于反射角。

因此，平面镜成像呈现出虚像，成像大小与物体大小相等，成像位置与物体位置关于镜面对称。

三、实验器材与步骤1. 器材：平面镜、蜡烛、火柴、直尺、白纸、铅笔。

2. 步骤：（1）将白纸平铺在实验桌上，用铅笔在白纸上画出一条直线，作为物体与成像的基准线。

（2）将平面镜垂直放置在基准线上，调整镜面角度，使光线能正常反射。

（3）点燃蜡烛，将其放置在平面镜前方，观察蜡烛在平面镜中的成像。

（4）用铅笔在白纸上标记蜡烛的成像位置，并用直尺测量成像与物体的距离。

（5）改变蜡烛的位置，重复步骤3和4，观察平面镜成像的特点。

四、实验现象与分析1. 成像位置：根据实验观察，平面镜成像位置在镜面的后方，且与物体位置关于镜面对称。

当物体向镜面靠近时，成像也向镜面靠近；当物体远离镜面时，成像也远离镜面。

2. 成像大小：实验中观察到，无论物体距离平面镜的远近，成像大小均与物体大小相等，即成像不放大也不缩小。

3. 成像方向：平面镜成像方向与物体方向相反。

当物体向上移动时，成像向下移动；当物体向下移动时，成像向上移动。

4. 成像性质：实验中观察到，平面镜成像是虚像，无法在屏幕上捕捉到。

同时，成像与物体在镜面上的位置关系呈现对称性。

五、实验结论通过本次实验，我们可以得出以下结论：1. 平面镜成像位置在镜面后方，与物体位置关于镜面对称；2. 平面镜成像大小与物体大小相等，不放大也不缩小；3. 平面镜成像方向与物体方向相反；4. 平面镜成像是虚像，无法在屏幕上捕捉到；5. 成像与物体在镜面上的位置关系呈现对称性。

六、实验反思本次实验让我们更深入地了解了平面镜成像的特点，但在操作过程中，仍有一些不足之处，如测量精度、实验环境的控制等。

第三节学生实验：探究——平面镜成像的特点答案：（1）像与物（2）相等（3）反射（4）反向延长线（5）物体等大（6）正立、缩小（7）正立、放大（8）发散（9）会聚1．探究平面镜成像的特点【实验探究】平面镜成像的特点。

【实验器材】两支完全相同的蜡烛、一块玻璃板、玻璃板支架、一张纸、一个光屏、一把直尺、火柴。

【实验过程】（1）用支架将玻璃板竖直固定在桌面上的纸上，在玻璃板前放一支蜡烛，并用火柴将其点燃，如图甲所示，透过玻璃板观察后面的像。

甲（2）将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上是否有像。

（3）将另一支相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系（如图乙所示）。

乙（4）用直尺测量出蜡烛和像到玻璃板的距离，观察像与蜡烛的位置关系（如图丙所示）。

丙【现象分析】光屏上没有蜡烛的像，只能透过玻璃板看到；将相同的蜡烛放在像的位置后，发现蜡烛与像完全重合；用直尺测量蜡烛和像到平面镜的距离相等。

【实验结论】实验表明，平面镜所成的像是虚像．．；像与物体的大小相等．．；像到平面镜的距离等于．．物体到平面镜的距离；像与物体的连线垂直于平面镜。

析规律 平面镜成像实验有规律（1）选用透明的薄玻璃板，目的是确定像的位置；如果选用不透明的平面镜，透过平面镜能观察到像，但不能准确地确定像的位置； （2）选用两个相同的物体，目的是比较像与物的大小关系；镜面后的蜡烛不点燃是避免点燃后玻璃板后面光线强，成像不明显；（3）实验过程中要使玻璃板与桌面垂直，如果不垂直，无论怎样移动玻璃板后的物体，都不能使物体与像重合；（4）要进行多次实验，目的是找到普遍规律，避免偶然性。

【例1－1】（上海）如图所示，蜡烛在平面镜M 中所成像的位置应在图中的（ ）A ．甲处B ．乙处C ．丙处D ．丁处解析：平面镜成像的特点是像与物体到平面镜的距离相等，像与平面镜的连线垂直于平面镜，此实验中使用的是方格纸，从图上可以看出乙处符合平面镜成像的特点。

学生实验：探讨——平面镜成像的特点一、教学目标：一、知识目标：1）能说出平面镜成像的特点；2）明白平面镜成的是虚像二、能力目标：培育学生重视实验和归纳，提高自主学习能力。

3、情感、态度、价值观：通过探讨物、像和镜面三者之间的关系，领略平面镜成像中的简练对称之美，体会克服困难、解决问题的喜悦，增进学生探讨自然微妙的好奇和欲望。

一、教学重点：探讨并明白平面镜成像的特点。

二、教学难点：1）知识方面：虚像概念是一个难点；2）探讨设计中的难点：用玻璃板替代平面镜做实验的研究方式感到不易明白得。

教师板书课题：平面镜成像二、进行新课在自然界中也有平面镜（课件显示倒影），同窗们平常观看过这些美景吗？那么此刻让咱们面对手中的平面镜，咱们能够看到什么？生答：自己的像。

面对着自己的像请同窗们完成预习检测，进行猜想与假设，引入探讨课题：一、预先检测：观看平面镜中的像:请同窗们用平面镜观看自己的脸，试探以下问题:(1)脸和脸的像大小相等吗？脸和脸的像大小相等(2)眨右眼时，平面镜中的像也眨右眼吗? 平面镜中的像是眨左眼二、猜想与假设：同窗们，咱们常常利用平面镜，对平面镜成像问题有许多感性的熟悉，同窗们能不能说一说平面镜成像有哪些特点呢？（教师不做任何暗示，让学生充分发挥想象），学生讨论、归纳：可能有以下猜想：（许诺有不正确的猜想）（1）像与物到平面镜的距离相等；像与物的连线与镜面垂直；（2）像与物等大；3、探讨课题：超级好！这节课咱们重点探讨：平面镜中成像时，像的大小、形状、及位置与物体的大小、形状及位置有什么关系?平面镜所成像可否呈此刻光屏上?4、设计实验：验证猜想1：像与物到镜面的距离是不是相等（１）如何确信像的位置？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，那个位置确实是像的位置。

（２）如何判定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。

学生实验：探究——平面镜成像的特点学习目标：了解平面镜成像的特点。

了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。

理解日常生活中平面镜成像的现象。

过程与方法：观察：每人对着平面镜观察自己在平面镜内成的像，思考以下问题：1、你在平面镜中的像在什么地方？2、像的大小与物体大小一样吗？3、当你改变与平面镜的距离时，你到镜面的距离和像的大小怎样变化？实验探究：平面镜成像的特点提出问题：平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？设计实验：参阅课本探究内容设计出实验方案并交流。

进行实验与收集数据：蜡烛到平面镜的距离像到平面镜的距离第一次________________________第二次________________________分析与论证：蜡烛的位置和它的像的位置的关系是__________________________________。

它们的大小关系是_______________________________________。

练一练：1、完成上面动手观察中的三个问题并交流。

2、人站在平面镜前，当他向平面镜走近时发生的现象是，像_________,像到镜面的距离_____________________。

3、山峰最高处距江面120米，江水深10米，映在江水中山峰倒影的最低处距山峰最高处_______米。

虚像是怎么回事？请拿起铅笔和直尺，在右边的空白处竖画一平面镜，在镜面的前方画一点光源S，则1、点光源发出的光线有_______条射在平面镜上？2、选出一条入射光线，并画出它的反射光线。

3、再画出另一条入射光线，也画出它的反射光线。

4、这两条反射光线__________________（能、否）相交？它们的反向延长线__________（能、否）相交？交点在平面镜的什么位置？用虚线画出。

小结：这个并不存在的交点就是发光点S的虚像。

5、请再作出另一个发光点P的虚像。

6、利用画出的物点和像点的位置，再认识平面镜成像的特点。