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時(shí)間:2022-12-09 06:15:02
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2.感知虛像的特點(diǎn)含義。
3.通過(guò)對(duì)“平面鏡成像特點(diǎn)”的探究,學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信息的記錄和等效替代法的運(yùn)用,提高探究能力。
【實(shí)驗(yàn)原理】
1.用玻璃板代替平面鏡,以方便確定像的位置。
2.用兩支同樣的電筒以便于判斷像和物的大小關(guān)系。
【實(shí)驗(yàn)器材】
帶輪子的玻璃板,兩個(gè)完全相同的電筒,畫(huà)好方格的塑板,背面有膠的彩色紙板,白紙。
【實(shí)驗(yàn)操作步驟】
1.將玻璃板垂直放置在帶方格的塑板上,對(duì)準(zhǔn)刻度線,將亮著的電筒放在玻璃前,透過(guò)玻璃觀察這個(gè)電筒成的像,像在哪兒?在玻璃板的后面,將底座轉(zhuǎn)動(dòng),觀察玻璃板的另一側(cè),將白紙放在剛才看到像的位置,紙上沒(méi)有。這不是實(shí)際光線組成的,所以得出平面鏡成的像是虛像。
2.將底座復(fù)位,用另一個(gè)滅著的電筒在玻璃板的另一側(cè)找到當(dāng)前電筒所成的像,直到與像完全重合。再換兩個(gè)位置重做以上實(shí)驗(yàn),可以得出像和物是等大的。
3.輔證實(shí)驗(yàn):用彩色紙板粘在塑板上,讓學(xué)生觀察在鏡中紙板的像占有幾格,可清楚地判斷像與物的大小關(guān)系。
4.再利用方格數(shù)出像和物到平面鏡的距離,很方便得出結(jié)論:像和物到平面鏡的距離相等。
5.利用數(shù)學(xué)中有關(guān)對(duì)稱的相關(guān)知識(shí),還可以得出:平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱。
【實(shí)驗(yàn)效果】
實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單操作性強(qiáng),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,便于學(xué)生得出結(jié)論。
【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處】
1.原實(shí)驗(yàn)中可見(jiàn)范圍小,不能多角度地展示給學(xué)生觀察,設(shè)計(jì)底座帶輪子,可靈活方便向各個(gè)方向展示。
2.原實(shí)驗(yàn)蠟燭燃燒高度發(fā)生變化,像物難以重合。另外,燭焰不穩(wěn)定。改用相同型號(hào)的電筒,易于重合且像清晰穩(wěn)定。
3.用邊長(zhǎng)1厘米的方格紙代替原實(shí)驗(yàn)中的大白紙,不用尺量,就能很快觀察到平面鏡中“對(duì)稱的像”,能準(zhǔn)確說(shuō)明物像等距。縱線與平面鏡垂直可直接觀察物像連線與鏡面垂直的特點(diǎn)。
4.實(shí)驗(yàn)的直觀性和可操作性都很強(qiáng),實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程快捷、準(zhǔn)確,具有較強(qiáng)吸引力。
【實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思】
“平面鏡”一節(jié)是初中物理光學(xué)部分的重要內(nèi)容,它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出平面鏡成像的特點(diǎn),進(jìn)而用光的反射定理說(shuō)明平面鏡成像的原理,提出虛像的概念,做好平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵。圍繞本次實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能與作用進(jìn)行反思:
1.根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)要求,為了讓學(xué)生更確切地理解虛像,可以試著推到像,發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何推不倒,再用白紙接像,使學(xué)生明白虛像的含義。
平面鏡是同學(xué)們生活中常見(jiàn)的日用品,大家對(duì)它的成像特點(diǎn)已經(jīng)有了一定的了解,所以在處理本節(jié)課時(shí),可以先喚醒學(xué)生們已獲得的生活經(jīng)驗(yàn),然后再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出平面鏡的成像規(guī)律,人教版八年級(jí)物理(上)第二章第三節(jié)平面鏡成像實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)常用玻璃板來(lái)代替平面鏡。因?yàn)椴捎貌AО宕嫫矫骁R,雖然成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到A蠟燭的像的同時(shí),也能觀察到B蠟燭,巧妙地解決了確定像的位置和大小的問(wèn)題。為了更清晰的看到“鏡”中的像,我們要求玻璃前的物體要盡可能的亮,而環(huán)境要盡可能的暗。而玻璃后的物體也要盡可能的亮,環(huán)境要盡可能的暗。所以平面鏡成像實(shí)驗(yàn)適合在較暗的環(huán)境下進(jìn)行。
平面鏡能改變光的傳播路線,但不能改變光束性質(zhì),即入射光分別是平行光束、發(fā)散光束等光束時(shí),反射后仍分別是平行光束、發(fā)散光束。由物體任意發(fā)射的兩條光線,經(jīng)過(guò)平面鏡反射,射入眼睛。人眼則順著這兩條光線的反向延長(zhǎng)線看到了兩條線的交點(diǎn),即我們?cè)谄矫骁R中看到的像,但是平面鏡后面是沒(méi)有物體的,所以物體在平面鏡里成的是虛像(平面鏡所成的像沒(méi)有實(shí)際光線通過(guò)像點(diǎn),因此稱作虛像);像距與物距大小相等,它們的連線跟鏡面垂直,它們到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。成的是正立等大的虛像。
這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)雖然比較規(guī)范系統(tǒng),但是對(duì)于初中的學(xué)生來(lái)說(shuō)卻顯得很枯燥乏味,把簡(jiǎn)單的問(wèn)題變得復(fù)雜難以理解。因?yàn)楫吘惯@個(gè)天天都能見(jiàn)到的日用品再普通不過(guò)了,顯然沒(méi)有什么新意和樂(lè)趣可激發(fā)學(xué)生的興趣。所以在教學(xué)處理上我是這么做的:
先設(shè)計(jì)一個(gè)情景劇,在黑板中間畫(huà)一條豎線把它假想成平面鏡,然后找兩位同學(xué)上來(lái)分角色扮演實(shí)物和鏡子里的像,“物體”先動(dòng)一步,然后“虛像”根據(jù)他的變化做出相應(yīng)的變化,(如敬禮,向前一步走,左轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)單動(dòng)作)然后全班同學(xué)一起來(lái)進(jìn)行觀察,得到初步的成像規(guī)律,即物體和像到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。通過(guò)再現(xiàn)這個(gè)生活情境,有效的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使同學(xué)們帶著疑問(wèn),充滿好奇的開(kāi)始進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)。
然后通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步得出具體的規(guī)律:
改進(jìn)方法如下:
選用的器材盡可能貼近生活且廉價(jià):牛奶箱子(學(xué)生每個(gè)月都會(huì)發(fā)一箱牛奶,空箱子應(yīng)該是唾手可得的。)玻璃板(箱子口一般大小即可), 黑卡紙,坐標(biāo)紙,粗記號(hào)筆,透明膠布。
1.玻璃的邊緣比較鋒利,為了避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中傷到同學(xué)們,所以需要把邊緣粘上透明膠布,玻璃不能太厚,因?yàn)閮蓚€(gè)分界面會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)虛像,而且還會(huì)發(fā)生折射,產(chǎn)生較大誤差,對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾,不易區(qū)分。
2.以往的實(shí)驗(yàn)過(guò)程周圍的環(huán)境比較復(fù)雜,易造成視覺(jué)的誤差,所以這次試驗(yàn)我選擇在牛奶的暗箱里去做,用黑色卡紙把牛奶箱子的內(nèi)表面糊上,而且下面的紙采用坐標(biāo)紙,便于觀察并做出實(shí)驗(yàn)的標(biāo)記。
3.玻璃板要與坐標(biāo)紙保持垂直。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的前提條件先不給出,讓同學(xué)們自己去做,然后發(fā)現(xiàn)玻璃板與坐標(biāo)紙不垂直的情況下,坐標(biāo)紙上的寫(xiě)的字所成的虛像會(huì)浮在玻璃后的坐標(biāo)紙上、或沉在坐標(biāo)紙下面,用記號(hào)筆是無(wú)法描像的,這時(shí)由學(xué)生們自己歸納總結(jié)出要鏡面與桌面垂直。
探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)是新課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必做實(shí)驗(yàn)之一,在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生會(huì)遇到不少困難,如果學(xué)生糊涂地做實(shí)驗(yàn),則如囫圇吞棗,只是表面上掌握知識(shí),死記硬背結(jié)論。老師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)化解顯得十分重要,以下是我在教學(xué)中一些體會(huì)。
一、器材的選擇
問(wèn)題1:如何確定像的位置?這是個(gè)難點(diǎn),根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生很容易猜想出平面鏡成像的特點(diǎn),這時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)猜想選擇器材。要探究平面鏡成像的特點(diǎn),首先要確定像的位置。學(xué)生遇到這樣的問(wèn)題:如果把棋子從平面鏡前拿走,與鏡后的像比較大小,則像就不存在了。老師提出問(wèn)題:“既不拿走鏡前棋子,又要能方便比較大小,有兩全齊美的辦法嗎?”于是學(xué)生發(fā)現(xiàn)要選擇兩個(gè)完全相同的棋子,便于確定像的位置。
問(wèn)題2:為什么用玻璃板代替平面鏡做實(shí)驗(yàn)?老師提出問(wèn)題。學(xué)生思考后找到答案,因?yàn)椴AО迨峭该鞯模梢酝高^(guò)玻璃板看到像的位置。
問(wèn)題3:有學(xué)生提出用棋子代替蠟燭更好一些。你認(rèn)為選擇棋子和蠟燭哪種做法更好?請(qǐng)說(shuō)出你的理由。我引導(dǎo)學(xué)生討論這個(gè)問(wèn)題。學(xué)生進(jìn)行討論發(fā)現(xiàn)答案:選擇棋子好,因?yàn)橄灎T在燃燒時(shí)變短,導(dǎo)致兩支蠟燭不等大,用棋子能更好地比較像與物的大小關(guān)系;還因?yàn)橛闷遄幼鰧?shí)驗(yàn)更環(huán)保。
問(wèn)題4:將玻璃板和棋子放在白紙上、方格紙上都可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為選擇白紙和方格紙哪種做法更好?說(shuō)出你的理由。選擇方格紙好,理由是使用方格紙可以直接在紙上判斷像與物之間的位置關(guān)系,方便比較像與物到鏡面的距離,使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)潔。
二、學(xué)生操作
問(wèn)題1:玻璃板怎樣放置在桌面上?由于學(xué)生之前學(xué)習(xí)了重力的知識(shí),知道重力方向是豎直向下的,受此影響,大部分同學(xué)認(rèn)為玻璃板應(yīng)豎直放置。于是筆者做了這樣的嘗試:一張桌子的桌面是水平的,一張桌子的桌面與水平面成30°,通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生發(fā)現(xiàn)如果是水平桌面,則豎直放置和垂直放置是一樣的,但如果桌面不是水平的,則只能垂直放置,在此基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生畫(huà)圖分析。
問(wèn)題2:由于玻璃板有厚度,在白紙上畫(huà)出玻璃板的位置時(shí),會(huì)有兩條線,記下平面鏡的位置,那么以哪條線為標(biāo)準(zhǔn)較好呢?引導(dǎo)學(xué)生再次觀察像,學(xué)生會(huì)觀察到前面的像亮一些,后面的像暗一些,棋子通過(guò)玻璃板前面的面成像更清晰,所以結(jié)論是選擇前面的線為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量像與物到鏡面的距離較好。
問(wèn)題3:為了驗(yàn)證“平面鏡中所成的像是虛像”的猜想,你的操作是什么?你是如何判斷的?學(xué)生往往會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題:一是光屏放置在何處,如果放置在沒(méi)有成像的地方,則光屏上沒(méi)有像就不能說(shuō)明平面鏡所成的像為虛像;二是怎樣看虛像,如果在玻璃板前面看,則雖然能看到像,但不能說(shuō)明平面鏡所成像為實(shí)像。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出正確操作:移去玻璃板后的棋子,將一張白紙豎直放在棋子的像所在位置,直接觀察白紙上是否有棋子的像。若白紙上沒(méi)有棋子的像,則說(shuō)明平面鏡中所成的像是虛像。
三、數(shù)據(jù)處理
問(wèn)題1:每組學(xué)生記錄了三組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)像與物到鏡面的距離不相等,偏差較大,這是什么原因呢?引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程??赡苁窍衽c物沒(méi)有完全重合,導(dǎo)致像的位置找錯(cuò)了;可能是玻璃板有厚度,導(dǎo)致距離測(cè)錯(cuò)了;可能是玻璃板沒(méi)有垂直放置,導(dǎo)致像的位置偏上或者偏下。
問(wèn)題2:如果發(fā)現(xiàn)所記錄的像距和物距相差很小,只是估計(jì)數(shù)字不同,還能得出像與物到鏡面的距離相等的結(jié)論嗎?學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑,啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)只是測(cè)量誤差引起的數(shù)據(jù)差別,并不能說(shuō)明像與物到鏡面的距離不相等。
四、評(píng)價(jià)結(jié)論
問(wèn)題1:某學(xué)生身高1.6米,當(dāng)該學(xué)生后退10米時(shí),感到像變小了,能否證明像與物的大小不相等呢?當(dāng)然不能證明,眼睛里的晶狀體相當(dāng)一個(gè)凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)光屏。從人眼瞳孔中心對(duì)物體的張角與視角相等,所以視角的大小決定了視網(wǎng)膜上物體的像的大小。同一個(gè)人,離眼睛遠(yuǎn)的時(shí)候,它的視角比近處的視角小,因此,遠(yuǎn)處的人看起來(lái)比近處的小,近大遠(yuǎn)小就是這個(gè)道理。
問(wèn)題2:若平面鏡上分布幾個(gè)黑墨水點(diǎn),所成的像上也有幾個(gè)黑點(diǎn)嗎?當(dāng)然沒(méi)有,黑點(diǎn)只是影響反射光的多少,進(jìn)而影響的是像的明亮程度。
明確探究問(wèn)題,學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題。為了降低探究的難度,需要設(shè)置探究階梯,探究形式采用教師引導(dǎo)下的問(wèn)題啟發(fā)和討論的方式,使學(xué)生既發(fā)揮自主性又不失盲目性。學(xué)生體驗(yàn)探究過(guò)程并能解決基本問(wèn)題并簡(jiǎn)單應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。
參考文獻(xiàn):
八年級(jí)物理平面鏡成像這一節(jié),在研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí),如按書(shū)中實(shí)驗(yàn)操作方法,會(huì)發(fā)現(xiàn)蠟燭移動(dòng)時(shí)很難保持豎直狀態(tài),而且容易傾倒,影響效果。而我們改用光具座做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),操作就會(huì)很簡(jiǎn)單,完全可以做學(xué)生實(shí)驗(yàn)。操作是這樣的:如圖(系數(shù)碼相機(jī)所照),選取一塊比蠟燭略高的薄玻璃板(用厚玻璃板做時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)不重合的像)。用光具座的兩個(gè)滑塊將玻璃板豎直夾在光具座的中間位置,擰緊滑塊下面的固定螺絲。蠟燭是粘在可移動(dòng)的滑塊上。下面的操作過(guò)程和書(shū)中大致相同,這樣做移動(dòng)蠟燭就會(huì)很方便,物距和像距可以從光具座的標(biāo)尺上直接測(cè)出。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是玻璃板和蠟燭豎直固定好,可以使用鉛垂線校驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確。
制作簡(jiǎn)易潛水艇模型
蓋向青
山東東營(yíng)區(qū)(新區(qū))第一中學(xué),山東省東營(yíng)市257000
在進(jìn)行“物體的浮沉條件”教學(xué)時(shí),為了能更好的讓學(xué)生理解潛水艇的浮沉原理,很多老師通過(guò)視頻、錄像等手段將潛水艇的浮沉過(guò)程展現(xiàn)在學(xué)生面前。應(yīng)該說(shuō)對(duì)學(xué)生的視覺(jué)是一種震撼。但這些視頻錄像并不能很好的解釋其浮沉原理。在教學(xué)中我嘗試自制簡(jiǎn)易潛水艇模型并應(yīng)用于教學(xué),取得了較好的效果。
其制造方法如圖所示:
大塑料瓶中裝滿水;小玻璃瓶?jī)?nèi)裝入適量水,不蓋瓶蓋將其倒扣放入大塑料瓶?jī)?nèi),并使其漂浮在大瓶中;然后將大塑料瓶瓶蓋擰緊。
使用方法:使用時(shí)只要略用力捏塑料瓶,小玻璃瓶就會(huì)下沉;當(dāng)松手時(shí)小玻璃瓶就會(huì)上浮。當(dāng)用力適當(dāng)時(shí)小玻璃瓶將懸浮在水中。
原理:當(dāng)用力擠壓塑料瓶時(shí),塑料瓶中的水因壓強(qiáng)增大而進(jìn)入到小玻璃瓶中,使小玻璃瓶的重力增大而下沉。當(dāng)松開(kāi)手時(shí),小玻璃瓶中的水在內(nèi)部氣壓的作用下排出一部分,使小玻璃瓶的重力減小而上浮。
從生活走向物理,結(jié)合學(xué)生生活體驗(yàn),提出物理問(wèn)題,引領(lǐng)學(xué)生猜想與假設(shè)。例如,教課版八年級(jí)《 平面鏡成像》實(shí)驗(yàn)的教學(xué),從學(xué)生熟悉的照鏡子出發(fā),提出“平面鏡到底能成什么樣的像?像和物大小一樣嗎?像和物到鏡子的距離如何”等諸多問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合平時(shí)照鏡子的生活體驗(yàn),進(jìn)行猜想成像性質(zhì),于是各種猜測(cè)就出現(xiàn)了。通過(guò)課堂提問(wèn)的方式讓學(xué)生用語(yǔ)言表述內(nèi)心的假設(shè),雖然猜測(cè)很簡(jiǎn)單,表達(dá)不甚準(zhǔn)確,但是,引發(fā)了學(xué)生的興趣,充分地調(diào)動(dòng)了全體學(xué)生參與的積極性,使得課堂氣氛非?;钴S。
二、讓學(xué)生制定計(jì)劃,動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。有了猜想與假設(shè)之后,就要驗(yàn)證是否正確。引導(dǎo)學(xué)生觀察《平面鏡成像》實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行思考,讓學(xué)生提出如下問(wèn)題:
1.用玻璃板代替平面鏡的目的是什么?
2.為什么要找兩支相同的蠟燭?
3.像與物體的連線與鏡面有什么關(guān)系?
4、平面鏡成像是虛像還是實(shí)像?
5.平面鏡如何放置最好?
6.兩只蠟燭是否都需要點(diǎn)著?
7.都需要記錄哪些數(shù)據(jù)?
8.實(shí)驗(yàn)操作程序是什么樣的?
根據(jù)上述問(wèn)題和猜想,明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,讓學(xué)生制定計(jì)劃,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)生剛剛開(kāi)始學(xué)物理,教師組織學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行交流,針對(duì)探究的方案進(jìn)行指導(dǎo),并做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)、歸納和總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改良,從而確定了實(shí)驗(yàn)方案。
三、選擇器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),收集數(shù)據(jù)
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前,教師幫助學(xué)生設(shè)計(jì)完成探究步驟,同時(shí)提醒學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),怎樣才能保證器材安全,怎樣減小誤差,怎樣讓實(shí)驗(yàn)更方便操作等等。讓學(xué)生嘗試選擇探究所需器材,比如使用什么儀器才能測(cè)量像距、物距?為什么選擇平板玻璃而不選擇不透明的平面鏡?讓學(xué)生形成綜合分析各種因素選擇實(shí)驗(yàn)器材的意識(shí),逐步提高全體學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材的能力。以小組為單位,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在桌子上平鋪白紙,在鏡前點(diǎn)燃蠟燭,但手不能伸到鏡子里去,自然的想到用平板玻璃代替平面鏡,在玻璃板的后面放上一只沒(méi)有點(diǎn)燃的蠟燭,移動(dòng)位置觀察到了和點(diǎn)燃的蠟燭完全重合的像,看到蠟燭燃燒但沒(méi)有點(diǎn)燃,得到了平面鏡成虛像的事實(shí)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是形成科學(xué)結(jié)論的證據(jù)。因此,一定要讓全體學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中去,認(rèn)真收集數(shù)據(jù)。同學(xué)們觀察、記錄像到平面鏡的距離和物體到平面鏡的距離,得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并記錄在表格中。學(xué)生有了探究欲望與勇氣,他們還要繼續(xù)探究平面鏡斜放成像如何?等等。雖然平時(shí)有些學(xué)生不愛(ài)動(dòng)手,但在其他同學(xué)的影響、老師鼓勵(lì)下,也踴躍的參與到探究中來(lái)。這樣的探究活動(dòng)不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,還增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生們的分析概括、交流及科學(xué)探究能力。
五、根據(jù)實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論
科學(xué)探究目的,是為了通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分別綜合、討論、交流得出結(jié)論:平面鏡成虛像,物體到平面鏡的距離與像到平面鏡的距離相等,像和物大小相等,像和物對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線與平面鏡垂直。通過(guò)科學(xué)探究得出科學(xué)結(jié)論的同時(shí),以小組為單位開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生產(chǎn)生緊迫感,有利于學(xué)生之間相互研討、相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)、相互幫助,從而產(chǎn)生1+1>2的效果。
六、讓學(xué)生學(xué)會(huì)合作與交流,培養(yǎng)科學(xué)探究的能力
新課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)將知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀擺在了同等重要的位置。因此我們不能只關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否理想,更要關(guān)注學(xué)生對(duì)探究過(guò)程的自主參與程度。不管實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何,在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論之后,都要組織學(xué)生進(jìn)行交流和討論探究過(guò)程的有關(guān)問(wèn)題:
1.你的猜想和實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不是相符?
2.你的結(jié)果和其他同學(xué)相比有沒(méi)有差異?
3.在探究過(guò)程你是否發(fā)現(xiàn)了新問(wèn)題?
1.知道平面鏡成像的特點(diǎn)和虛像的概念,知道平面鏡的應(yīng)用.
2.初步學(xué)習(xí)用光路圖研究幾何光學(xué)的成像問(wèn)題.
能力目標(biāo)
1.通過(guò)平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力.
2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析,以及歸納得出平面鏡成像特點(diǎn)的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力.
3.通過(guò)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn),運(yùn)用對(duì)稱法確定物體在平面鏡中所成的像,初步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)平面鏡在日常生活、生產(chǎn)、科技方面廣泛的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生良好的非智力品質(zhì).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材先通過(guò)日常生活中的鏡子成像的現(xiàn)象引出平面鏡成像的概念,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出平面鏡成像的規(guī)律.再?gòu)墓獾姆瓷涠沙霭l(fā),借助于作圖分析發(fā)光點(diǎn)怎樣成虛像,并擴(kuò)展到物體怎樣成虛像.最后加強(qiáng)了聯(lián)系實(shí)際,列舉了一些日常生活中用用平面鏡的例子.并介紹了平面鏡在潛望鏡上的應(yīng)用.講好本節(jié)課的關(guān)鍵是指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn),平面鏡成像的規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn),虛像概念的建立是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn).
教法建議
1.研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,應(yīng)作為探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué).
2.進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo):
1)盡可能選薄一些的玻璃,否則會(huì)看到兩個(gè)不重合的像.
2)平板玻璃一定要保證豎直設(shè)置,兩只蠟燭大小應(yīng)一樣并豎直放置以方便觀察和研究.
3)怎樣判定蠟燭B與蠟燭A的像重合:如圖5-3-1,手移動(dòng)B,當(dāng)看見(jiàn)B與A的像變成一只點(diǎn)燃的蠟燭,從不同的角度看,都看到B的芯上有火焰,B正好跟A的像重合.這時(shí),用筆貼近A和B的下端,描出它們與紙的接觸線,得到兩個(gè)小圓.這兩個(gè)小圓的圓心,就是A和B的位置.
3.滲透從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
課本從發(fā)光點(diǎn)S的像推論物體的像,教學(xué)中還可把物體的像區(qū)分為發(fā)光物體的像和發(fā)光物體的像,并在教學(xué)中說(shuō)明這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
4.在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,借助光路圖分析平面鏡成像原理和虛像的概念,有助于學(xué)生理解.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出平面鏡的成像特點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn):“虛像”概念的建立
教具:
同樣大小(長(zhǎng)短、粗細(xì))的蠟燭一對(duì)、小蠟燭一只、大蠟燭一只;平面鏡一面,平板玻璃一塊,支架一幅,方格紙一張,同樣大小的三角板(30度,60度)一對(duì)、刻度尺一把.
教學(xué)過(guò)程:
一、新課引入
方法1:由日常生活中的照鏡子引入課題
課前要求學(xué)生在家中分別在大面鏡前和小面鏡前觀察自己的像,提出平面鏡成像的概念,并提出問(wèn)題:
1)人或物體在鏡中的像的形狀、大小跟原物一樣嗎?
2)人或物體在鏡前移動(dòng)時(shí),鏡中的像怎樣移動(dòng)?
3)鏡中的像是否能和小孔成的像一樣呈現(xiàn)在光屏上?
通過(guò)對(duì)上述問(wèn)題的議論和回答,引出研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn).
方法2:在教室前懸掛一大一小兩面鏡子(懸掛的角度盡可能是同學(xué)們都能看到自己的像),從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,再準(zhǔn)備幾面鏡子,讓學(xué)生從前傳到后,觀察自己的像并與前面兩面鏡中的像相比較,提出問(wèn)題引入新課.
二、新課教學(xué)
1.平面鏡成像特點(diǎn)
探究平面鏡成像特點(diǎn)
提出問(wèn)題:我們生活中用的鏡子是平面鏡,平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢?具體地說(shuō)就是像的位置有什么特點(diǎn)呢?像的大小有什么特點(diǎn)?
探究指導(dǎo):要探究平面鏡成像特點(diǎn),必須解決好以下幾個(gè)問(wèn)題:
1)我們雖然可以看到物體在平面鏡里的像,但如果在平面鏡后面仿制一塊光屏(白紙),屏上不會(huì)呈現(xiàn)物體的像,因此我們無(wú)法用尺子去測(cè)量像的位置和大小.怎樣解決這個(gè)問(wèn)題?為此,你選用什么樣的“平面鏡”?
2)如何確定像的位置?
3)如何比較物到鏡面的距離與像到平面鏡的距離關(guān)系?
4)如何比較物像的大小、形狀的關(guān)系?
5)怎樣觀察物與像的左右關(guān)系?
6)怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)判定像的大小與物到鏡的距離是否有關(guān)?
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
交流分析歸納得出探究結(jié)果:
1)平面鏡所成像的大小和物體的大小__________.
2)像到平面鏡的距離與到平面鏡的距離關(guān)系是__________.
3)像的左右與物的左右關(guān)系是__________.
4)像的上下與物的上下關(guān)系是__________.
5)當(dāng)物體遠(yuǎn)離或靠面鏡移動(dòng)時(shí)物體的像的移動(dòng)情況是____________________.
像的大小、形狀的變化情況是________________________________________.
2.虛像
方法1:從平面鏡成像原理出發(fā)
讓學(xué)生結(jié)合課本70頁(yè)圖5-14,根據(jù)光的反射定律畫(huà)出發(fā)光點(diǎn)S射向平面鏡的兩條入射光線的反射光線,指出鏡平面鏡發(fā)射出來(lái)的光線是發(fā)散的,不會(huì)相交.由于光的直線傳播,人們習(xí)慣的認(rèn)為看見(jiàn)的東西都在前方,會(huì)覺(jué)得反射光像是從前方鏡中的像點(diǎn)射來(lái)的.實(shí)際上鏡中并沒(méi)有光直接到達(dá).這說(shuō)明虛像點(diǎn)不是反射光線的交點(diǎn),而是反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),是虛的.
老師演示:(用攝像機(jī)代替學(xué)生的眼睛反映在大倍投上)
點(diǎn)燃的蠟燭放在平板玻璃前,通過(guò)玻璃觀察觀察到像,并用光屏接收像,直到認(rèn)為接收到像,移動(dòng)攝像機(jī)的鏡頭繞過(guò)玻璃直接對(duì)準(zhǔn)光屏,光屏上并無(wú)像存在.
方法2:學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),分別嘗試用光屏接收像,但接收不到,使學(xué)生對(duì)平面鏡成虛像產(chǎn)生強(qiáng)烈印象.然后通過(guò)對(duì)平面鏡成像光路圖的研究,討論兩個(gè)問(wèn)題:(1)到達(dá)觀察者眼睛的光是從何處反射來(lái)的?(2)像點(diǎn)是怎樣形成的?教學(xué)中,學(xué)生比較能接收像點(diǎn)實(shí)際上不存在的觀點(diǎn),但他們感到困惑的是人為什么會(huì)造成這樣的感覺(jué),因而給教學(xué)帶來(lái)一些困難.可告訴學(xué)生,人們的這個(gè)認(rèn)識(shí)的由來(lái)是根據(jù)光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的事實(shí).
3.平面鏡的應(yīng)用
平面鏡的應(yīng)用比較廣泛,結(jié)合課本上的插圖,讓學(xué)生了解平面鏡的應(yīng)用.除課本上提到的,可以讓學(xué)生列舉還看到在哪些地方使用平面鏡,并結(jié)合每種情況,分析平面鏡起什么作用.
三、板書(shū)設(shè)計(jì)
探究活動(dòng)
知識(shí)目標(biāo)
1.知道平面鏡成像的特點(diǎn)和虛像的概念,知道平面鏡的應(yīng)用.
2.初步學(xué)習(xí)用光路圖研究幾何光學(xué)的成像問(wèn)題.
能力目標(biāo)
1.通過(guò)平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力.
2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析,以及歸納得出平面鏡成像特點(diǎn)的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力.
3.通過(guò)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn),運(yùn)用對(duì)稱法確定物體在平面鏡中所成的像,初步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)平面鏡在日常生活、生產(chǎn)、科技方面廣泛的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生良好的非智力品質(zhì).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材先通過(guò)日常生活中的鏡子成像的現(xiàn)象引出平面鏡成像的概念,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出平面鏡成像的規(guī)律.再?gòu)墓獾姆瓷涠沙霭l(fā),借助于作圖分析發(fā)光點(diǎn)怎樣成虛像,并擴(kuò)展到物體怎樣成虛像.最后加強(qiáng)了聯(lián)系實(shí)際,列舉了一些日常生活中用用平面鏡的例子.并介紹了平面鏡在潛望鏡上的應(yīng)用.講好本節(jié)課的關(guān)鍵是指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn),平面鏡成像的規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn),虛像概念的建立是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn).
教法建議
1.研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,應(yīng)作為探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué).
2.進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo):
1)盡可能選薄一些的玻璃,否則會(huì)看到兩個(gè)不重合的像.
2)平板玻璃一定要保證豎直設(shè)置,兩只蠟燭大小應(yīng)一樣并豎直放置以方便觀察和研究.
3)怎樣判定蠟燭B與蠟燭A的像重合:如圖5-3-1,手移動(dòng)B,當(dāng)看見(jiàn)B與A的像變成一只點(diǎn)燃的蠟燭,從不同的角度看,都看到B的芯上有火焰,B正好跟A的像重合.這時(shí),用筆貼近A和B的下端,描出它們與紙的接觸線,得到兩個(gè)小圓.這兩個(gè)小圓的圓心,就是A和B的位置.
3.滲透從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
課本從發(fā)光點(diǎn)S的像推論物體的像,教學(xué)中還可把物體的像區(qū)分為發(fā)光物體的像和發(fā)光物體的像,并在教學(xué)中說(shuō)明這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
4.在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,借助光路圖分析平面鏡成像原理和虛像的概念,有助于學(xué)生理解.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出平面鏡的成像特點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn):“虛像”概念的建立
教具:
同樣大小(長(zhǎng)短、粗細(xì))的蠟燭一對(duì)、小蠟燭一只、大蠟燭一只;平面鏡一面,平板玻璃一塊,支架一幅,方格紙一張,同樣大小的三角板(30度,60度)一對(duì)、刻度尺一把.
教學(xué)過(guò)程:
一、新課引入
方法1:由日常生活中的照鏡子引入課題
課前要求學(xué)生在家中分別在大面鏡前和小面鏡前觀察自己的像,提出平面鏡成像的概念,并提出問(wèn)題:
1)人或物體在鏡中的像的形狀、大小跟原物一樣嗎?
2)人或物體在鏡前移動(dòng)時(shí),鏡中的像怎樣移動(dòng)?
3)鏡中的像是否能和小孔成的像一樣呈現(xiàn)在光屏上?
通過(guò)對(duì)上述問(wèn)題的議論和回答,引出研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn).
方法2:在教室前懸掛一大一小兩面鏡子(懸掛的角度盡可能是同學(xué)們都能看到自己的像),從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,再準(zhǔn)備幾面鏡子,讓學(xué)生從前傳到后,觀察自己的像并與前面兩面鏡中的像相比較,提出問(wèn)題引入新課.
二、新課教學(xué)
1.平面鏡成像特點(diǎn)
探究平面鏡成像特點(diǎn)
提出問(wèn)題:我們生活中用的鏡子是平面鏡,平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢?具體地說(shuō)就是像的位置有什么特點(diǎn)呢?像的大小有什么特點(diǎn)?
探究指導(dǎo):要探究平面鏡成像特點(diǎn),必須解決好以下幾個(gè)問(wèn)題:
1)我們雖然可以看到物體在平面鏡里的像,但如果在平面鏡后面仿制一塊光屏(白紙),屏上不會(huì)呈現(xiàn)物體的像,因此我們無(wú)法用尺子去測(cè)量像的位置和大小.怎樣解決這個(gè)問(wèn)題?為此,你選用什么樣的“平面鏡”?
2)如何確定像的位置?
3)如何比較物到鏡面的距離與像到平面鏡的距離關(guān)系?
4)如何比較物像的大小、形狀的關(guān)系?
5)怎樣觀察物與像的左右關(guān)系?
6)怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)判定像的大小與物到鏡的距離是否有關(guān)?
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
交流分析歸納得出探究結(jié)果:
1)平面鏡所成像的大小和物體的大小__________.
2)像到平面鏡的距離與到平面鏡的距離關(guān)系是__________.
3)像的左右與物的左右關(guān)系是__________.
4)像的上下與物的上下關(guān)系是__________.
5)當(dāng)物體遠(yuǎn)離或靠面鏡移動(dòng)時(shí)物體的像的移動(dòng)情況是____________________.
像的大小、形狀的變化情況是________________________________________.
2.虛像
方法1:從平面鏡成像原理出發(fā)
讓學(xué)生結(jié)合課本70頁(yè)圖5-14,根據(jù)光的反射定律畫(huà)出發(fā)光點(diǎn)S射向平面鏡的兩條入射光線的反射光線,指出鏡平面鏡發(fā)射出來(lái)的光線是發(fā)散的,不會(huì)相交.由于光的直線傳播,人們習(xí)慣的認(rèn)為看見(jiàn)的東西都在前方,會(huì)覺(jué)得反射光像是從前方鏡中的像點(diǎn)射來(lái)的.實(shí)際上鏡中并沒(méi)有光直接到達(dá).這說(shuō)明虛像點(diǎn)不是反射光線的交點(diǎn),而是反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),是虛的.
老師演示:(用攝像機(jī)代替學(xué)生的眼睛反映在大倍投上)
點(diǎn)燃的蠟燭放在平板玻璃前,通過(guò)玻璃觀察觀察到像,并用光屏接收像,直到認(rèn)為接收到像,移動(dòng)攝像機(jī)的鏡頭繞過(guò)玻璃直接對(duì)準(zhǔn)光屏,光屏上并無(wú)像存在.
方法2:學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),分別嘗試用光屏接收像,但接收不到,使學(xué)生對(duì)平面鏡成虛像產(chǎn)生強(qiáng)烈印象.然后通過(guò)對(duì)平面鏡成像光路圖的研究,討論兩個(gè)問(wèn)題:(1)到達(dá)觀察者眼睛的光是從何處反射來(lái)的?(2)像點(diǎn)是怎樣形成的?教學(xué)中,學(xué)生比較能接收像點(diǎn)實(shí)際上不存在的觀點(diǎn),但他們感到困惑的是人為什么會(huì)造成這樣的感覺(jué),因而給教學(xué)帶來(lái)一些困難.可告訴學(xué)生,人們的這個(gè)認(rèn)識(shí)的由來(lái)是根據(jù)光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的事實(shí).
3.平面鏡的應(yīng)用
平面鏡的應(yīng)用比較廣泛,結(jié)合課本上的插圖,讓學(xué)生了解平面鏡的應(yīng)用.除課本上提到的,可以讓學(xué)生列舉還看到在哪些地方使用平面鏡,并結(jié)合每種情況,分析平面鏡起什么作用.
三、板書(shū)設(shè)計(jì)
2.知道在光的反射現(xiàn)象中光路可逆
3.知道潛望鏡、萬(wàn)花筒的光學(xué)原理
技能目標(biāo)學(xué)會(huì)平面鏡成像作圖法
重點(diǎn)
平面鏡成像特點(diǎn)
難點(diǎn)
“像”的概念,區(qū)別實(shí)像和虛像,全國(guó)公務(wù)員共同天地
教學(xué)過(guò)程
復(fù)習(xí)
1.光的直線傳播
2.光的反射現(xiàn)象及反射定律
3.光路可逆
導(dǎo)入
學(xué)生觀察課本P54照片
設(shè)問(wèn)湖中的倒影是怎樣產(chǎn)生的?為什么與湖面上的景物對(duì)稱?
展示表面平的鏡子、玻璃板、表面拋光的金屬板、平靜的水面、大理石及透明塑料片等都能產(chǎn)生與物體對(duì)稱的影子。
這類反射面是平面的鏡子稱為平面鏡。
新課
一、平面鏡所成的像有什么特點(diǎn)?
實(shí)驗(yàn)1內(nèi)容活動(dòng)卡P35實(shí)驗(yàn)1
記錄將蠟燭和蠟燭的像的位置用刻度尺連起來(lái),
量出蠟燭到鏡面的距離和蠟燭的像到鏡面的距離。
結(jié)論平面鏡所成的像是虛像;像和物體到平面鏡的距離相等;像和物體的大小相等;像和物體對(duì)鏡面來(lái)說(shuō)是對(duì)稱的。
實(shí)驗(yàn)2內(nèi)容活動(dòng)卡P35實(shí)驗(yàn)2
觀察比較描畫(huà)與原畫(huà)的大小、左右和朝向關(guān)系
結(jié)論虛像、對(duì)稱、大小相等
練習(xí)課本P56思考與練習(xí)1.2.5.
二、平面鏡中的像是如何產(chǎn)生的?
閱讀課本P54-P55
發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的光束經(jīng)平面鏡反射,進(jìn)入人眼。所有反射光線的反向延長(zhǎng)線都交于鏡面后的S''''。因?yàn)楣獾闹本€傳播,人眼感到反射光線是從鏡面后的S''''發(fā)出的,好像S''''在發(fā)光,S''''實(shí)際沒(méi)有光線射出,它是發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡中所成的虛像。物體上的每一點(diǎn)都會(huì)在平面鏡中形成一個(gè)相應(yīng)的虛像點(diǎn),在平面鏡中就形成了物體的像。像的大小與平面鏡的大小無(wú)關(guān)。
演示平面鏡成像作圖法
利用物像對(duì)稱性先決定像點(diǎn)位置,任取兩根發(fā)散光線并畫(huà)出反射光線。(用虛線表示反射光線的反向延長(zhǎng)線)
提問(wèn)如果入射光線沿著反射光線的方向射入,情況會(huì)怎樣?
練習(xí)活動(dòng)卡P36思考和討論1.2.
課本P56思考與練習(xí)3.4.6.
三、平面鏡的應(yīng)用
閱讀課本P55
平面鏡作用:1.成像2.改變光路
練習(xí)活動(dòng)卡P37探究1.2.3.
小結(jié)1.平面鏡所成的像特點(diǎn)
2.平面鏡中的虛像的產(chǎn)生
3.平面鏡的應(yīng)用
作業(yè)
活動(dòng)卡P38家庭實(shí)驗(yàn)1.2.
板書(shū)
一、平面鏡成像特點(diǎn)
1.平面鏡所成的像是虛像;
2.像和物體到平面鏡的距離相等;
3.像和物體的大小相等;
4.像和物體對(duì)鏡面來(lái)說(shuō)是對(duì)稱的。
二、平面鏡成像原因
1.光的反射
2.光路可逆
(1)了解平面鏡成像的特點(diǎn)。
(0pt">(2)了解平面鏡成虛像,了解虛像是怎樣形成的。
(3)理解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象。
(4)初步了解凸面鏡和凹面鏡及其應(yīng)用。
2.過(guò)程與方法
(1)經(jīng)歷“平面鏡成像特點(diǎn)”的探究,學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信息的記錄。
(2)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,感知虛像的含意。
(3)通過(guò)觀察感知球面鏡對(duì)光線的作用。
3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀
(1)在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”中領(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)培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
(3)通過(guò)對(duì)平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解,初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。
教學(xué)設(shè)計(jì)思想:
1、通過(guò)探究,使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力,領(lǐng)略物理課教學(xué)的特點(diǎn)和魅力。
2、本課的重點(diǎn)是:在“探究”和“設(shè)計(jì)”的過(guò)程上:“如何探究像與物是否等大”(實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┰鯓颖容^虛像與物的大小找一個(gè)跟物體完全相等的物體(替代物)與像比較大小怎樣才能同時(shí)觀察到像與替身物把平面鏡改為白玻璃(實(shí)驗(yàn)基本思想方法),從而有意識(shí)、有目的、有針對(duì)性地訓(xùn)練和提高學(xué)生思維的靈活性和技巧性,開(kāi)拓學(xué)生思路,對(duì)學(xué)生思維的靈活性、深刻性和方向性進(jìn)行訓(xùn)練,培養(yǎng)其發(fā)散思維能力。
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì):
一、新課引入
1、提出問(wèn)題:照鏡子,平面鏡能成像(從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題),平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢?
二、新課教學(xué)
2、提出猜想:
平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢?
(教師不做任何暗示,讓學(xué)生充分想象)
[學(xué)生討論、歸納]可能有下列猜想:(允許有不正確猜想)
(1)、像與物等大;
(2)、像與物到平面鏡的距離相等;
(3)、像與物左右相反;
3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
如何來(lái)探究像與物的大小是否相等呢?
[明確探究目的]
[老師給學(xué)生思考空間,學(xué)生:思考、分析、討論、歸納]
我們采用什么方法來(lái)驗(yàn)證像與物是否相等呢?[設(shè)疑]
比較像與物的大小。[明確探究方法]
找一個(gè)跟鏡前物體完全相同的物體[替身物體]與像比較。
4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù):
同學(xué)們找桌子上的器材試試看,行不行。[白玻璃暫時(shí)不取出]
用兩支相同的筆。
用兩只相同的蠟燭。
同學(xué)們成功了嗎?有什么障礙?
從平面鏡的正面看見(jiàn)了像,想把“替身物體”放到平面鏡后面的像位置上,從平面鏡的背面,只看到“替身物體”,而看不見(jiàn)像,所以無(wú)法比較像與物的大小。
為什么像不見(jiàn)了呢?[學(xué)生:思考、討論]
平面鏡成的像不是真實(shí)存在的。
有沒(méi)有真實(shí)存在的像,你們見(jiàn)到過(guò)嗎?
小孔成像,像是有光線投射到光屏上形成的。
投影儀投射到銀幕上的像。
電影院放映機(jī)投射到銀幕的像。
樹(shù)林里地面上圓形的小光斑就是太陽(yáng)的像。
平面鏡成的像是不是有實(shí)際光線會(huì)聚而成的呢?
不是的,平面鏡的背面有一層漆,光線是不能透射過(guò)去的。
[小結(jié)]好!由實(shí)際光線會(huì)聚而成的,能夠用光屏接收到的像,我們叫它實(shí)像,而平面鏡成的像是光屏接收不到的,不是真實(shí)光線相交而成的像,所以叫作虛像。
怎樣才能同時(shí)看見(jiàn)像和“替身物體”?
[學(xué)生:思考、分析、討論、歸納]
要同時(shí)觀察到像和替身物體,必須要讓物體通過(guò)鏡面的反射光線和替身物射出的光線都能進(jìn)入人眼。(教師在此可作適當(dāng)解釋“光的反射”,具體下面要學(xué)習(xí))
B.倒影比真實(shí)景物的清晰度略差一些
C.倒影中物體排列的左右位置與拍照時(shí)的真實(shí)位置正好相反
D.倒影中物體的高度比真實(shí)物體略大一些
分析 平面鏡成的像是虛像,然后根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)進(jìn)行選擇、判斷.
解答 由于平面鏡所成的是正立、等大且左右相反的虛像;所以倒影中物體排列的左右位置正好和拍照時(shí)的真實(shí)位置相反;由于光在反射過(guò)程中存在能量損耗,因此倒影比真實(shí)景物略暗且清晰度略差一些;所以只有D選項(xiàng)不符合平面鏡成像原理,選D.
例2 在清澈的湖面上空,小燕子正在向下俯沖捕食.在小燕子向下俯沖的過(guò)程中,關(guān)于它在湖水中的像的虛實(shí),它和像之間的距離,正確的說(shuō)法是( ).
A.虛像,距離變小
B.實(shí)像,距離變小
C.實(shí)像,距離變大
D.虛像,距離變大
分析 平面鏡所成的像是虛像,它是由反射光線反向延長(zhǎng)線相交形成的;像和物體到平面鏡的距離相等.
解答 ①平靜的湖水相當(dāng)于平面鏡,它把來(lái)自小燕子的光進(jìn)行反射,反射光線反向延長(zhǎng)相交就形成了像,由于該像不是實(shí)際光線會(huì)聚形成的,所以該像是虛像;
②平面鏡所成的像與物體到平面鏡的距離相等,當(dāng)小燕子向下俯沖過(guò)程中,由于小燕子與水面的距離變小,所以像與水面的距離也變小,故小燕子與像之間的距離在變小.選A.
例3 如圖2所示,在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是( ).
A.為了便于觀察,該實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行
B.如果將蠟燭A向玻璃板靠近,像的大小會(huì)變大
C.移去后面的蠟燭B,并在原位置上放一光屏,發(fā)現(xiàn)光屏上能成正立的像
D.保持A、B兩支蠟燭的位置不變,多次改變玻璃板的位置,發(fā)現(xiàn)B始終能與A的像重合
分析 (1)物體射出的光線對(duì)人眼刺激越強(qiáng),人眼感覺(jué)物體越亮,物體經(jīng)過(guò)平面鏡反射,反射光線進(jìn)入人眼的光線越多,人眼感到物體的像越亮.在比較亮的環(huán)境中,很多物體射出光都對(duì)眼睛有刺激,干擾人的視線.(2)平面鏡成像大小跟物體的大小有關(guān),這是關(guān)鍵.(3)平面鏡所成的像是虛像,虛像不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn),所以不會(huì)出現(xiàn)在光屏上.(4)如果實(shí)驗(yàn)中玻璃板前后移動(dòng),則像距物距不相等,自然使B始終不能與A的像完全重合.
解答 A.在比較明亮的環(huán)境中,很多物體都在射出光線,干擾人的視線,在較黑暗的環(huán)境中,蠟燭是最亮的,蠟燭射向平面鏡的光線最多,反射光線最多,進(jìn)入人眼的光線最多,感覺(jué)蠟燭的像最亮.所以在比較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果好.
B.平面鏡成像大小跟物體大小有關(guān),與物體到平面鏡的距離無(wú)關(guān),蠟燭A向玻璃板靠近,像的大小不會(huì)變化.
C.因?yàn)楣馄林荒芙邮諏?shí)像,不能接收虛像,所以移去后面的蠟燭B,并在原位置上放一光屏,不能發(fā)現(xiàn)光屏上有成正立的像.
D.如果多次改變玻璃板的位置,玻璃板前后移動(dòng),則像距物距不相等,所以會(huì)發(fā)現(xiàn)B始終不能與A的像完全重合.
選A.
例4 把一個(gè)高0.8m的平面鏡豎直放置,一個(gè)身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面鏡的方向走近,那么他在鏡中的像( ).
A.高度為1.6m,以2m/s的速度靠面鏡
B.高度變大,以2m/s的速度遠(yuǎn)離平面鏡
C.高度為0.8m,以2m/s的速度靠面鏡
D.高度變大,以4m/s的速度遠(yuǎn)離平面鏡
分析 根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn):像與物體大小相等,像距等于物距,物像對(duì)稱,進(jìn)行分析即可得出答案.
解答 因?yàn)槠矫骁R成像的特點(diǎn)是像與物體大小相等,已知此人身高1.6m,所以他在鏡中的像高也是1.6m.
由平面鏡成像的特點(diǎn)可知他以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上走面鏡時(shí),他在平面鏡中的像也以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上走面鏡,所以選項(xiàng)A正確.
例5 如圖3所示,小華家的小貓?jiān)谄矫骁R前欣賞自己的全身像,此時(shí)它所看到的全身像應(yīng)是鏡中的( ).
由于平面鏡是在一塊平板玻璃的一面均勻地鍍上一層金屬膜(多是銀,現(xiàn)在也用鋁等),膜外面涂上一層保護(hù)漆(圖1)。當(dāng)光射到平面鏡上,先透過(guò)玻璃層,遇到金屬膜則全部反射,反射光先透過(guò)玻璃層再進(jìn)入空氣里傳播,光在經(jīng)過(guò)空氣和玻璃的交界面時(shí)雖有折射,但因玻璃較薄,一般不考慮其對(duì)光路的影響。
二、平面鏡是怎樣成像的?
平面鏡前的蠟燭是怎樣成像的呢?如圖2,在燭焰上取一點(diǎn)S,發(fā)光點(diǎn)S射向鏡面的光線經(jīng)鏡面反射,這些反射光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)相交于鏡面后同一點(diǎn)S′(根據(jù)光的反射定律和三角形全等知識(shí)可證明),而這些反射光進(jìn)入眼睛后,眼睛只能感覺(jué)到光是沿直線傳播而來(lái)(即不能感覺(jué)出光在進(jìn)入人眼前的過(guò)程中是否改變過(guò)光路,只能感覺(jué)光是沿最后進(jìn)入眼睛的光所在直線上的某點(diǎn)發(fā)出的),所以反射光AD、BE、CF進(jìn)入人眼后,人就感覺(jué)到它們好像是從它們反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S′發(fā)出的,于是就看到了像點(diǎn)S′。通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道,在鏡子后面實(shí)際上并沒(méi)有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn),所以叫虛像,物體上的每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都能按如此原理成一個(gè)像點(diǎn),所有的像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像(這就是平面鏡成像原理)。上述過(guò)程中眼睛只能感覺(jué)到的光是沿直線傳播而來(lái),這是眼睛的生理功能所決定的,這一點(diǎn)需要我們慢慢理解它。
三、平面鏡成像大小與物體距鏡遠(yuǎn)近是否有關(guān)?
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得知:平面鏡所成的虛像是正立的,像與物等大到鏡面等距。從實(shí)驗(yàn)的角度容易理解這一結(jié)論,但由于在日常生活中,我們感覺(jué)到:物體距離平面鏡越遠(yuǎn)而其像越小的情況。因而有人對(duì)“像與物等大”表示懷疑。這又怎樣來(lái)解釋上述“情況”呢?
原來(lái),這是沒(méi)把“像”理解成一個(gè)客觀對(duì)象有關(guān)。一個(gè)物體只要放在平面鏡前方,它就能在平面鏡中對(duì)稱的位置上成一個(gè)像,這個(gè)像雖然是虛像,但它與物體一樣是客觀存在的事實(shí)。
而實(shí)際上,物體的長(zhǎng)度(含長(zhǎng)短、粗細(xì))是一定的,但人距它越遠(yuǎn),看到它感覺(jué)到它會(huì)越小,這與物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小有關(guān)。即物體距眼睛越遠(yuǎn),通過(guò)眼球“凸透鏡”成于視網(wǎng)膜上的倒立、縮小的實(shí)像也就越小,通過(guò)視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X視覺(jué)中樞感覺(jué)到的物體就越小。因此不能因距離它遠(yuǎn)感覺(jué)到它小,就說(shuō)它的長(zhǎng)度在變小。而實(shí)際上物體的長(zhǎng)度是由物體本身決定的,而不是以我們的感覺(jué)來(lái)決定的。所以,無(wú)論我們距物體遠(yuǎn)近感覺(jué)它大或小,物體的長(zhǎng)度都未變。但在生活中,我們看到的遠(yuǎn)處的物體,能對(duì)它的大小進(jìn)行估計(jì),這是根據(jù)物體在背景中的大小比例并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),綜合分析而得到的。
在平面鏡前觀看物體的像大小也是這樣的道理,應(yīng)理解像是一個(gè)“客觀的對(duì)象”,其大小是由像本身來(lái)決定,根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)知,像與物始終是等大的,所以,無(wú)論我們感覺(jué)到物距平面鏡的距離發(fā)生怎樣的變化,從而感覺(jué)到的像無(wú)論是大還是小,它也只能是由物體本身來(lái)決定,而不是以我們的感覺(jué)來(lái)決定的。平面鏡成像大小與物體距鏡遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)。
四、為什么平面鏡成像與實(shí)物左右相反而不上下相反?
當(dāng)你面對(duì)平面鏡舉起左手時(shí),映在鏡中自己的像卻是舉起右手,在平面鏡中成像與實(shí)物總是左右相反而不上下相反(圖3),為什么呢?
這可從平面鏡成像的原理來(lái)分析:物體放在平面鏡前,它上面的每個(gè)點(diǎn)反射出的光遇鏡即反射,其反向延長(zhǎng)線于鏡中相交的點(diǎn)即是成像點(diǎn)。物體上所有點(diǎn)射出的光遇鏡反射后都按上述那樣在鏡中形成所有的像點(diǎn)而組成虛像。因而像與物體大小相同,像到鏡的距離與物體到鏡的距離相等。于是像與物體相對(duì)于平面鏡對(duì)稱。