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2019-2020年八年級物理上冊 《平面鏡成像》教案 人教新課標(biāo)版 一.教學(xué)內(nèi)容： 平面鏡成像 二. 重、難點： 1. 平面鏡成像特點； 2. 平面鏡成像原理和虛像的概念； 3. 球面鏡的分類； 4. 凹面鏡、凸面鏡的特點及應(yīng)用。 三. 知識點分析 （一）平面鏡：反射面是平的鏡子。 1. 平面鏡成像原理： （1）平面鏡對光要發(fā)生反射。 （2）人眼確定物體的位置是根據(jù)光的直線傳播。 （3）虛像：由光的反向延長線形成，不能顯示在光屏上。 2. 平面鏡成像規(guī)律： （1）平面鏡成的像是正立的虛像； （2）像與物的大小相等； （3）像與物到鏡面的距離相等。 3. 平面鏡的應(yīng)用： （1）改變或控制光路； （2）成像； （3）即改變光路又成像。 4. 平面鏡成像作圖： （1）由平面鏡成像特點作圖； （2）求經(jīng)過某點的反射光線的作圖； 步驟： ①由成像規(guī)律確定像的位置； ②連接像點和題目中規(guī)定的某點（注意：鏡后虛線，鏡前實線；實際光線要標(biāo)箭頭） ③補齊對應(yīng)的入射光線和法線。 （3）確定觀察平面鏡成像的范圍。 步驟： ①由成像規(guī)律確定像的位置； ②由物向鏡兩端引入射光線（射向鏡面所有光線的邊界）； ③補齊對應(yīng)的法線和入射光線。 （二）球面鏡：反射面是球面的一部分 1. 凹鏡：反射面是球面的內(nèi)表面。 （1）凹鏡能把射向它的平行光會聚在一點，這一點叫做它的焦點。 注：每條光線仍遵守反射定律 （2）應(yīng)用： ①利用凹鏡聚光； ②利用凹鏡得到平行光。 2. 凸鏡：反射面是球面的外表面。 （1）凸鏡對光線起發(fā)散作用，平行光線經(jīng)凸鏡反射后，反射光的反向延長線的交點叫做它的虛焦點。 （2）應(yīng)用： ①凸鏡成正立、縮小虛像； ②凸鏡可以擴大視野。 【典型例題】 [例1]人在平面鏡MN中能看到物體AB的像，如圖所示，至少把平面鏡MN上的哪一部分遮住，人就看不見物體的像了？請在圖中畫出來。 分析：本題中人眼能夠看到物體AB的像是因為物體的光經(jīng)平面鏡反射后射到人眼。因此只要確定射入人眼的那部分反射光線，則這部分反射光線所利用的平面鏡的部分也就知道了。 解答： （1）作出AB在鏡中的像； （2）連接A’C、B’C交平面鏡MN于E、D兩點； （3）如圖所示，DE即為所求作的范圍。 說明：解此類題的方法一般是先用對稱法確定虛像的位置，再根據(jù)虛像的成因確定射入人眼睛的反射光線，進而確定所求的范圍。 [例2] 如圖所示，兩個平面鏡成一定角度放置，在鏡前放一個點光源S，點光源S通過兩個平面鏡分別成虛像S1、S2。畫出在兩個平面鏡前同時看到S在兩平面鏡內(nèi)像S1、S2的范圍。 分析：S點發(fā)出的光有無數(shù)條射到平面鏡上后被平面鏡反射，若人的眼睛在反射光線的傳播路徑上，人眼就會看見S點的像，其中最遠的兩條反射光線即為由鏡子邊緣M、N或N、K反射的光線，人眼在這兩條反射光線所夾的區(qū)域內(nèi)能同時看到S點的像。 解答： （1）先用對稱法作出S點在MN、NK中的虛像S1、S2； （2）連接S1M、S1N、S2N、S2K并延長； （3）如圖所示畫箭頭部分所夾區(qū)域即為所求的范圍。 說明：本題主要考察同學(xué)們確定平面鏡成像觀察范圍的知識，解決這類題目只需要連接像點和平面鏡的邊緣，得到兩條臨界的反射光線，它們之間所夾的區(qū)域即為能觀察到成像的范圍。對于像本題這樣有兩個平面鏡或兩個平面鏡以上的問題，只需要找到它們的公共區(qū)域即可。 [例3] 在貫通東南西北的大道的十字路口的西南角，豎立一面平面鏡，觀察者在鏡中看到一輛汽車向東行駛至路口轉(zhuǎn)彎，后向南行駛，則該汽車實際行駛路線應(yīng)是怎樣的？ 分析：本題觀察者在鏡中觀察到的是汽車的像的運動情況，應(yīng)根據(jù)對稱法確定出汽車真正行駛的路線。 解答：汽車實際行駛的路線是向南行駛至交叉口后向東行駛。 說明：本題涉及了一種咱們常見的交通指示鏡，在高速公路的路口處我們經(jīng)常會看到類似的裝置，這是一道與實際聯(lián)系比較緊密的題目，也是中考中的一個熱點。在光學(xué)部分中與實際生活相聯(lián)系的題目基本上都離不開成像問題，因此，我們應(yīng)該熟練掌握各種實像、虛像的成像規(guī)律、在實際生活中的應(yīng)用及像與影的區(qū)別等知識。 [例4] 一發(fā)光點，放在相互垂直的平面鏡前時我們能看到幾個像？ 解析：根據(jù)平面鏡成像特點，如圖所示，S在M1中成像S1，S在平面鏡M2中成像S2，S發(fā)出的光線斜射到M1后，其中一部分反射光又射到M2上，發(fā)生第二次反射。那么，第二次反射的光線好像是從S3發(fā)出的，即S點在兩個互相垂直的平面鏡中可成三個虛像。因為S點發(fā)出的光線射到這兩個平面鏡上后最多只能發(fā)生兩次反射。 答案：利用對稱法作圖，分別找出S點在平面鏡M1、M2中所成的虛像S1、S2，同理確定出第三個虛像S3的位置。 說明：本題要求同學(xué)們要熟練掌握平面鏡成像規(guī)律、原理和光的反射定律，而且還和實驗現(xiàn)象緊密聯(lián)系。大家在學(xué)習(xí)的時候要注意觀察實驗，學(xué)會分析實驗結(jié)論。 [例5] MO和NO兩平面鏡互相垂直，S為光源，如圖所示，請畫出經(jīng)兩個鏡面兩次反射，最后通過A點的那條光線的光路圖。 解析：本題要求同學(xué)們靈活掌握光的反射定律及平面鏡成虛像的原理，即反射光線的反向延長線相交成虛像。若使最后的反射光線通過A點，應(yīng)須先確定S點在平面鏡中所成的虛像S1、S2，方可將問題解決。 答案：如圖所示，先作出光源S在平面鏡MO中所成的虛像S1。因S1在NO鏡面的“前方”，仍可由NO鏡再第二次成像S2。因為二次反射的光線要通過A點，所以S2、A應(yīng)在一條直線上，與NO鏡相交于O2， S1、O2在一條直線上，相交MO鏡面于O1，于是SO1為第一條入射光線，O1O2為第一次反射光線，O2A為第二次反射光線，即為所求光線。 說明：解決這類讓反射光線過某點的題目基本思路就是找到像點，連接像點和該點的直線在鏡前部分即為所求的反射光線。像本題這樣有兩個或兩個以上鏡面的情況，注意光的多次反射和形成的多個像點就可以了。 [例6] 一條小河，豎直的堤岸高出水面0.75m，一位身高1.5m的同學(xué)站在離岸3m的地方恰好從水中看到河對岸電桿的頂部的像，已知電桿高4.5m，距離河岸3m，求水面寬度。 分析：本題是利用幾何光學(xué)測物距的典型例題。在解此類問題時應(yīng)依據(jù)的物理原理有：平面鏡成像特點、眼睛看到物體在平面鏡中所成虛像的原理等。應(yīng)用到的數(shù)學(xué)知識是：相似三角形對應(yīng)邊成比例。 解答：如圖所示AB為電桿,A’為桿頂?shù)南?，河面寬度為MN，DE為站在岸邊的同學(xué)。由題意可知：BC=NF=0.75m，AB=4.5m， BM=NE=3m，DE=1.5m，AC=CA’=0.75+4.5=5.25m在△NFO和△DEN中有：DE/EN=NF/OF，1.5/3=0.75/OF，OF=1.5（m） 在△NFO和△A’CO中有： NF/OF=CA’/CO，0.75/1.5=5.25/CO，CO=10.5（m） GO=CO—BM=10.5—3=7.5（m）MN=GO+OF=7.5+1.5=9（m） 說明：這是一道學(xué)科間的綜合題，這類題目也是中考的一個大熱點。與幾何光學(xué)這部分知識聯(lián)系比較緊密的是數(shù)學(xué)中的幾何問題，所以，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意幾何知識的復(fù)習(xí)。另外，準(zhǔn)確合理的畫出本題的草圖也是解題的關(guān)鍵。同學(xué)們在平時的訓(xùn)練中要注意培養(yǎng)自己把物理情景表示在草圖上的能力。 【模擬試題】（答題時間：40分鐘） 一. 填空題： 1. 汽車頭燈碗是個________面鏡，汽車駕駛室外的觀后鏡是________面鏡。 2. 平面鏡M固定不動，當(dāng)物體以2米/秒的速度向平面鏡移動，其像相對于平面鏡的速度是______；若物體不動，平面鏡向物體以2米/秒的速度移動，則像相對于物體的速度是______。 3. 如圖1所示，兩塊平面鏡成60角放置，在其鏡前有一物點A，經(jīng)過兩平面鏡反射總共能生成________個像。 4. 生物顯微鏡的截物臺下裝有一個________鏡，以便使光能會聚到被觀察的物體上。 5. 身高為1.8米的運動員直立在水平地面上，眼睛距頭頂?shù)木嚯x為8厘米，如果他想從豎直掛在墻上的平面鏡里看到自己的腳，這面鏡子的底邊離地面的高度不得超過________米。 6. 如圖2所示，平面鏡M和鉛筆都豎直在桌面上。若平面鏡沿箭頭方向轉(zhuǎn)60，那么鉛筆在鏡中的像轉(zhuǎn)過的角度是________。 7. 物體在平面鏡里成______像，像和物體大小______。當(dāng)物體逐漸遠離平面鏡時，它的像將（填“不變”、“變小”、“變大”） 8. 下面兩圖都是時鐘在平面鏡中成的像，它們的實際時間是甲：；乙：。 甲　　　　　　乙 二. 選擇題： 1. 如圖3所示，S1和S2是兩個小燈泡，M是平面鏡，下列說法中正確的是（?。? A. S1和S2都能經(jīng)平面鏡形成虛像 B. S1不在平面鏡的正前方，不能經(jīng)平面鏡成像 C. S2距平面鏡較遠，它經(jīng)平面鏡所成的像較小 D. 平面鏡越大，S1和S2經(jīng)平面鏡所成像間的距離越大 2. 下面關(guān)于實像和虛像的說法中正確的是（?。? A. 虛像和實像都能通過眼睛觀察到，但虛像不能成在屏上而實像能成在光屏上 B. 虛像一定是人的幻覺，實際上并沒有光線進入人的眼睛 C. 只有實像才能用照像機拍攝，而虛像照相機拍攝不下來 D. 實像才能用眼睛觀察到，虛像不能用眼睛觀察到 3. 如圖所示的是某同學(xué)畫的潛望鏡的示意圖。使用這樣的潛望鏡看物體AB的像是（?。? A. 放大倒立的實像　　　B. 縮小倒立的實像 C. 等大正立的虛像　　　D. 等大倒立的虛像 4. 一人通過平靜的湖，看到水中有一片云彩，這云彩是（?。? A. 光的反射形成的虛像　　　B. 光的反射形成的實像 C. 光的折射形成的虛像　　　D. 光的折射形成的實像 5. 物體AB及其在平面鏡中所成的像A’B’如圖所示，其中正確的是（?。? 6. 如圖，一平面鏡豎直放置，一小物體S以a點為圓心，0.5米長為半徑沿順時針作圓周運動，已知a點到平面鏡距離為2米，則S的像的旋轉(zhuǎn)方向與運動過程中物、像間的最大距離分別為（?。? A. 逆時針旋轉(zhuǎn)、5米　　　　B. 順時針旋轉(zhuǎn)、5米 C. 逆時針旋轉(zhuǎn)、4米　　　　D. 順時針旋轉(zhuǎn)、4米 三. 作圖題： 1. 有一束光通過A點射到鏡面，反射后過B點，請畫出入射光線和反射光線 2. 圖中S為發(fā)光點，從它發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡反射后的兩條反射光線分別與虛線a、b重合，根據(jù)平面鏡成像規(guī)律在圖中畫出平面鏡，并找出S在平面鏡里的像S。 【試題答案】 一. 1. 凹、凸； 2. 2米/秒、4米/秒； 3. 5； 4. 凹； 5. 0.86； 6. 120； 7. 虛、相等、不變； 8. 3:40、12:05； 二. 1. A　　　　2. A　　　　3. D　　　　4.A　　　　5. C　　　　6.A 三. 1. 2.