第3節(jié)平面鏡成像教學(xué)設(shè)計(jì)

第3節(jié) 平面鏡成像 教學(xué)設(shè)計(jì)三維目標(biāo)知識與技能1了解虛像的概念。2認(rèn)識平面鏡成像的特點(diǎn)。3知道平面鏡在日常生活中的應(yīng)用。過程與方法1通過“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察能力和動手操作能力。2通過學(xué)生的交流活動，形成相互評估和聽取反饋意見的意識，初步培養(yǎng)學(xué)生信息交流和評估的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。2敢于發(fā)表自己的見解，初步形成與他人交流合作的意識。教學(xué)重點(diǎn)1利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究平面鏡成像的特點(diǎn)。2平面鏡成像原理。教學(xué)難點(diǎn)1平面鏡成像作圖。2虛像的概念。課時(shí)安排1課時(shí)課前準(zhǔn)備演示用：多媒體平臺、鍍膜玻璃板、大燒杯、量筒、足量的染色水、蠟燭一支、火柴。學(xué)生分組用：玻璃板、兩支等長的蠟燭、火柴、白紙一張、平面鏡。導(dǎo)入新課多媒體出示猴子撈月亮的情景，學(xué)生欣賞并思考問題：猴子為什么沒有撈上月亮？學(xué)生不必要馬上回答此問題。引出課題平面鏡成像。拿幾個(gè)生活中常用的鏡子讓學(xué)生觀察，可以看到它們的表面都是平的。用它可以照出人的“面孔”和各種各樣的“物體”，并與物體本身的形狀一樣。我們把這樣的鏡子叫平面鏡，把出現(xiàn)在鏡子里的“面孔”物體叫做像。再讓學(xué)生觀察自己在平面鏡中的像，并提出一些問題讓學(xué)生思考：當(dāng)你改變與平面鏡間的距離時(shí)，像怎樣變化？像的大小與物體的大小有怎樣的關(guān)系？像的大小與平面鏡的大小有關(guān)系嗎？這些問題，并不要求學(xué)生立即回答，目的是為了引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。推進(jìn)新課一、平面鏡成像的特點(diǎn)方案一：1.讓學(xué)生閱讀課本中的探究并說明探究活動的目的和做法。器材：玻璃板、兩支等長的蠟燭、火柴、白紙一張目的：(1)研究物體在平面鏡中所成的像和物體有什么關(guān)系。(2)研究像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離有什么關(guān)系。步驟：像下圖那樣，將一張8開的白紙鋪在水平桌面上，中間畫一道豎線和一道橫線，把豎立玻璃板放在橫線上，豎立在白紙上。探究平面鏡成像的裝置把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前面，觀察到玻璃板后面出現(xiàn)了蠟燭的像。另拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動，使它與前面蠟燭的像重合(左右移動，直到從不同位置看上去它們都重合在一起)，這時(shí)后一支蠟燭的位置就是前一支蠟燭的像的位置。改變玻璃前蠟燭的位置，把實(shí)驗(yàn)再做兩次，每次都記下兩支蠟燭的位置。在白紙上畫出玻璃板的位置，移開玻璃板，用刻度尺畫實(shí)直線，把每次實(shí)驗(yàn)中兩支蠟燭位置連接起來，量出兩支蠟燭到玻璃板的距離，記錄并比較它們的大小，再用量角器測量，看它們是否與鏡面垂直。把測量結(jié)果填入下表中。蠟燭到平面鏡的距離蠟燭的像到平面鏡的距離物體與像大小的關(guān)系物體與像的連線與平面鏡的關(guān)系第一次第二次第三次注：像找到時(shí)，讓學(xué)生用光屏呈接，看像是否能呈現(xiàn)在光屏上。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過動手實(shí)驗(yàn)，自己進(jìn)行分析總結(jié)，既有利于知識的學(xué)習(xí)，也有利于能力的培養(yǎng)。2在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出成像特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答：平面鏡中的像與物體大小是否相同？怎么知道的？像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離是否相等？怎么知道的？答：平面鏡中的像與物體大小相同。因?yàn)闊o論蠟燭到玻璃板的距離是遠(yuǎn)還是近，一支蠟燭與另一支蠟燭的像總是重合的。像和物體到鏡面的距離相等，因兩支蠟燭到玻璃板的距離相等。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：像和物體的大小相等。像和物體到鏡面的距離相等。像和物體的連線垂直于鏡面。平面鏡成的像是虛像。注：此圖解釋虛像的原因。得出虛像不能用光屏呈接。方案二：活動引入：學(xué)生照鏡子，觀察自己在靠近或遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，像的大小、位置有沒有發(fā)生變化，發(fā)生了怎樣的變化？設(shè)計(jì)意圖：為學(xué)生猜想平面鏡成像的特點(diǎn)提供形象、直觀的感性認(rèn)識。1提出問題平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢？由此引入“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)探究。2猜想與假設(shè)：鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)生活中的切身體驗(yàn)大膽地進(jìn)行猜想，說出猜想依據(jù)。對于學(xué)生的猜想可不置可否，然后問他們“你們想知道自己的猜想是否正確嗎？”在學(xué)生強(qiáng)烈求知的情緒中進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。說明：由于課堂時(shí)間有限，本節(jié)重點(diǎn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生提出的以下猜想：a像與物到鏡面的距離相等。b像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相同。并告訴學(xué)生，隨著學(xué)習(xí)的深入將會逐步驗(yàn)證同學(xué)們提出的其他猜想。c制定計(jì)劃并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：說明：實(shí)驗(yàn)分兩大部分進(jìn)行，第一部分探究猜想1，像與物到鏡面的距離是否相等，第二部分探究猜想2，像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相等。驗(yàn)證猜想1：像與物到鏡面的距離是否相等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：(在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上)教師組織學(xué)生分組討論、設(shè)計(jì)驗(yàn)證猜想1的實(shí)驗(yàn)方案，最后選出小組代表說明自己的想法與計(jì)劃安排。要求說出所選器材，選擇原因，器材的組裝方式，具體計(jì)劃安排。教師針對交流中暴露出的問題加以修正，并梳理學(xué)生的設(shè)計(jì)，篩選出最合理的探究方案。這樣有利于學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)方法，并從中初步學(xué)會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在學(xué)生小組交流的過程中主要解決以下問題：A如何確定像的位置？把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面，再拿另一支未點(diǎn)燃的蠟燭放在成像的位置，直到看上去與像完全重合，這個(gè)位置就是像的位置。B怎樣判斷后面的蠟燭與像已經(jīng)完全重合？在玻璃板的前面左右改變眼睛的位置，直到從不同位置看起來后面的蠟燭和像完全重合為止。(如果學(xué)生課前做好預(yù)習(xí)，這些問題學(xué)生能自己找到答案，并能設(shè)計(jì)出驗(yàn)證猜想1的實(shí)驗(yàn)方案)C實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要用玻璃板代替平面鏡？(這個(gè)問題提出后，多數(shù)學(xué)生茫然，他們急切地想知道答案)解決方法：教師指導(dǎo)學(xué)生親自動手實(shí)驗(yàn)，分別去確定平面鏡和玻璃板中像的位置。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，看不到平面鏡后面的蠟燭，無法知道它是否與像完全重合，所以不用平面鏡。而使用玻璃板成像時(shí)，可以看到后面的蠟燭是否與像完全重合，所以使用玻璃板。通過此實(shí)驗(yàn)可潛移默化地向?qū)W生滲透“替代法”。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)：A學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師巡視觀察，提供幫助，找到學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組中有代表性的操作，收集實(shí)驗(yàn)過程中的問題，為交流和評估環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。B引導(dǎo)學(xué)生要多次實(shí)驗(yàn)，尋找普遍規(guī)律。C利用實(shí)物投影展示各學(xué)生小組的實(shí)驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)，各小組派代表分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，即：像與物到鏡面的距離相等。D教師引導(dǎo)學(xué)生觀察物像連線與玻璃板所在直線，這兩條相交的直線有什么位置關(guān)系？學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)平面鏡成像的又一特點(diǎn)：物、像的連線跟鏡面垂直。說明：探究是本冊教材的特點(diǎn)，但我們在課堂中的這種探究與科學(xué)家進(jìn)行的探索研究有著本質(zhì)的區(qū)別，它有一定的時(shí)間性和目的性，所以需要有教師引領(lǐng)同學(xué)按照步驟進(jìn)行，但它絕不同于過去的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，在探究過程中學(xué)生可盡情地發(fā)揮自己的聰明才智，真正掌握了學(xué)習(xí)的主動權(quán)。同時(shí)，通過本次探究的練習(xí)使學(xué)生更熟練地掌握了探究的一般過程，更熟悉于這種學(xué)習(xí)方式。驗(yàn)證猜想2：像是“近大遠(yuǎn)小”的，還是像與物體大小相同。1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生利用高度不同的蠟燭分組討論、設(shè)計(jì)驗(yàn)證猜想2的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行小組間的方案交流。學(xué)生方案1：把點(diǎn)燃的蠟燭放在離玻璃板遠(yuǎn)近不同的位置，觀察像的大小(此方案教師要給予否定，利用人眼對同一架飛機(jī)在高空和跟前的不同視覺感受，說明僅憑眼睛觀察來判斷像與物的大小關(guān)系并不可靠)。學(xué)生方案2：把一根中等高度的蠟燭放在離玻璃板較近的位置，拿另一根較高的蠟燭移到成像的位置處，觀察它們能否完全重合，從而驗(yàn)證“近大”是否正確；同理去驗(yàn)證“遠(yuǎn)小”是否正確。學(xué)生方案3：取兩支完全相同的蠟燭，點(diǎn)燃其中一支蠟燭放在離玻璃板遠(yuǎn)近不同的位置，拿另一支蠟燭移到成像的位置，比較像與后面蠟燭的大小關(guān)系。(出示課件：展示梳理后的設(shè)計(jì)方案)2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)：各小組采用不同的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并派學(xué)生代表表述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而得出“像和物的大小相同，與物體到鏡面的距離無關(guān)”的結(jié)論。說明：通過這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，可以更好地鍛煉學(xué)生的表達(dá)、交流、合作能力，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)與合作精神。把測量結(jié)果填入下表中蠟燭到平面鏡的距離蠟燭的像到平面鏡的距離物體與像大小的關(guān)系物體與像的連線與平面鏡的關(guān)系第一次第二次第三次二、平面鏡成虛像問題：對于平面鏡的像是靠光的反射形成的，我們能看見物體，是因?yàn)橛泄馍淙胙劬?，我們能看到物體在平面鏡里的成像，成像的光是從哪里來的呢？解釋書中的圖，讓學(xué)生了解書中的光路是如何畫出來的。1先給出一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S，然后提問學(xué)生：你們知道S能發(fā)出多少條光線，方向如何？射到平面鏡上的光線有多少條？點(diǎn)評：S能向四面八方發(fā)出無數(shù)條光線，所以射到平面鏡的光線有無數(shù)條。2解釋選出一條入射光線，并畫出它的反射光線，再選出另一條入射光線，并畫出它的反射光線。這兩條反射光線沿傳播方向能否相交？如果人的眼睛正處于這兩條光線傳播的路徑上，會覺得這兩條光線是從哪里發(fā)出的？并在圖上畫出一只眼睛。分析可知：這兩條反射光線不能相交。當(dāng)眼睛正處于反射光線的路徑上時(shí)，根據(jù)光線直進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，眼睛會覺得反射光線好像是從它們的反向延長線在鏡后的交點(diǎn)S發(fā)出的。邊講邊把這兩條反射光線用虛線向鏡后延長，得交點(diǎn)S。結(jié)論：S是S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后反射光線延長線的交點(diǎn)。但鏡子后面實(shí)際上并沒有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn)，所以S叫虛像。物體上的每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都有一個(gè)像點(diǎn)，所有的像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像。虛像不是實(shí)際光線會聚而成的。三、平面鏡應(yīng)用1介紹平面鏡發(fā)展史平靜的水面、拋光的金屬面，都具有平面鏡的作用。我國是世界上最早使用平面鏡的國家之一。遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就會利用平靜的水面作鏡子來梳妝打扮。我國大約在四千年前的夏朝，就有了銅鏡。在戰(zhàn)國時(shí)代，銅鏡盛行，制作精美，但是，都是貴族婦女才能使用。近代發(fā)展了利用玻璃制成的平面鏡，才能在民間普遍使用了。人們還利用水鏡來美化環(huán)境。建于宋代的桂林花橋就是利用平靜的水面造成的“倒像”，使花橋顯得更加美麗，使之有“桂林山水甲天下”的美稱。2平面鏡應(yīng)用(1)成像平面鏡成像在日常生活中應(yīng)用甚廣，教師引導(dǎo)，學(xué)生舉例。(2)改變光路向?qū)W生展示潛望鏡，給學(xué)生體驗(yàn)時(shí)間，利用多媒體課件展示潛望鏡光路圖。 圖甲 潛望鏡 乙 潛水艇上的潛望1平面鏡成像的大小決定于( )。A平面鏡的大小B物體離平面鏡的距離C物體本身的大小D與以上三種因素都有關(guān)系答案：C2如圖所示是四位同學(xué)畫出的物體abc在平面鏡中的像。其中正確的是( )。答案：C3請利用平面鏡成像規(guī)律，在圖中畫出AB在平面鏡中的像。答案：先作出物體AB的端點(diǎn)A、B關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A、B，用虛線連接A、B即為物