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第三章 光和眼睛
3.3 探究平面鏡成像特點
課時導入
從身邊的問題出發：
平靜的水面把景物倒映在水中，更加迷人；小貓發現了鏡子中的自己詫異地瞪大了眼睛。這些都是怎么回事呢？親愛的你有注意過鏡子中的自己嗎？
課時導入
建構模型
平面鏡成像原理： 光的反射如圖所示, 鏡前燭焰上的點S 射向平面鏡的光，經平面鏡反射后進入眼睛，看起來就好像這些光是從反射光線的反向延長線的交點S′射出來的，S′即S點在平面鏡中所成的像，但鏡子后面實際上并沒有這個發光的點，所以S′為虛
像。物體上每個點在鏡子中都有一個像點，
所有像點就組成了整個物體的像。
知識點
探究平面鏡成像規律
知1－講
感悟新知
1
1. 平面鏡 我們把反射面為光滑平面的鏡子，叫做平面鏡。
2. 像照鏡子時，我們會看到鏡子中另外一個“自己”，那就是平面鏡對“自己”所成的像。回憶自己照鏡子的情景，思考平面鏡成的像有什么特點？
猜想與假設：(大小)物與像等大，物越近像越大；(距離)物與像等距離；(顏色)一樣……
知1－講
感悟新知
3. 實驗探究 平面鏡成像時像和物的關系。
器材 兩支相同的蠟燭、玻璃板、一張大白紙、支架、刻度尺、火柴、三角板、光屏(白紙)
裝置
準備 把白紙對折一條痕，平鋪在水平桌面上，玻璃板豎直架在折痕處，兩支蠟燭分別放在玻璃板的前面和后面
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感悟新知
實驗過程 (1)點燃放在玻璃板前面的蠟燭A，透過玻璃板能看到它
在玻璃板后面的像，移動玻璃板后面沒有點燃的蠟燭
B，直到看上去它跟蠟燭A 的像重合，此時B 好像也
被點燃了，B所在的位置就是A 的像的位置。在紙上
記下A 和B 的位置
(2)移動點燃的蠟燭A，重復步驟(1)，多做幾次實驗。觀察像的大小有沒有變化
(3)移走蠟燭B，把光屏(白紙)放在像的位置上，不透過玻璃板直接觀察光屏，看光屏上有沒有蠟燭A 的像
(4)用直線把每次實驗中蠟燭A 和它像的位置連起來，用三角板的直角測量蠟燭A 與像的連線和平面鏡位置之間的角度，看看它們是否垂直
(5)用刻度尺測量物與像到平面鏡的距離，填入設計的表格中
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實驗
注意
事項 (1)把玻璃板豎直放置在水平桌面上
(2)改變蠟燭A 的位置多次進行實驗，使結論避免偶然性
(3)應選擇較薄的玻璃板進行實驗
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實驗表格
實驗
次數 物到鏡
面的距
離/cm 像到鏡
面的距
離/cm 像與物
的大小
關系 像與物的
連線與鏡
面的關系 屏上是
否有像
1 6.5 6.5 相同 垂直 沒有
2 10.0 10.0 相同 垂直 沒有
3 15.3 15.3 相同 垂直 沒有
前后兩個表面都能成像。
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歸納得出平面鏡成像的特點是：(1)像與物到鏡面的距離________， 像與物的大小________， 像與物關于鏡面________ ；(2)平面鏡后面所成的像不能呈現在光屏上。
相等
相等
對稱
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4. 實像和虛像
(1)物理學中，把能夠呈現在光屏上的像叫做實像；把不能呈現在光屏上，只能用肉眼觀察到的像叫做虛像。平面鏡所成的像是虛像；小孔成的像是實像。
(2)實像是由實際光線會聚形成的，虛像是由實際光線的反向延長線會聚形成的。
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分析解釋
實驗中為什么用薄的玻璃板來代替平面鏡？
1. 玻璃板和平面鏡都能起到成像的作用，但玻璃板有透光的優點，便于找到像的位置；虛像用蠟燭B 替換，可以確定像的大小和位置。
2. 實驗中應該選用厚度較小的玻璃板。若選用的玻璃板較厚，實驗中就有可能在玻璃板中看到兩個不重合的前面蠟燭的像。
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思想方法
等效替代法：等效替代法是在保證某種效果( 特性和關系) 相同的前提下，將實際的、陌生的、復雜的物理問題和物理過程轉換為等效的、簡單的、易于探究的物理問題和物理過程來探究和處理的方法。探究平面鏡成像特點的實驗中，讓與蠟燭A 完全相同的未點燃的蠟燭B 來代替蠟燭A 的像，即等效替代法。
[中考·本溪]小陽利用如圖甲所示裝置“探究平面鏡成像
特點”。他在水平桌面上鋪一張白紙，將一塊玻璃板豎
立在白紙上，把蠟燭A 點燃放在玻璃板前面，把另一個相同的蠟燭B，豎立在玻璃板后面移動，直到從不同角度透過玻璃板看，它跟前面蠟燭A 的像都完全重合。改變蠟燭A 的位置，都遵守光的反射定律。重復上述步驟，再做兩次實驗，并把三次實驗中蠟燭A 和B 的位置記錄
在白紙上，如圖
乙所示。
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例 1
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(1)實驗中用玻璃板代替平面鏡的目的是________________。
思路導引：用透明的玻璃板，可以觀察到玻璃板的另一側，便于找到像的位置。
便于確定像的位置
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(2)蠟燭B 跟前面蠟燭的像完全重合，說明像與物大小 ___________。
思路導引：實驗時采用兩個完全相同的蠟燭，當蠟燭B 和蠟燭A 的像完全重合時，表明像和物體的大小是相同的。
相等
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(3)如果將玻璃板豎直向上移動一段距離，觀察到蠟燭A 的像__________(填“向上移動”“向下移動”或“不動”)。
思路導引：因為平面鏡所成的像與物體的連線與鏡面垂直，所以將玻璃板豎直向上移動一段距離，蠟燭的像的位置保持不變。
不動
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(4)小陽把白紙沿著玻璃板的位置對折，觀察到像與物的對應點完全重合，說明像與物到鏡面的距離_______。
思路導引：小陽把白紙沿著玻璃板的位置對折，觀察到像與物的對應點完全重合，這表明像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離是相等的。
相等
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(5)小陽取走蠟燭B，把光屏放在像的位置，這時應該__________ (填“透過”或“不透過”)玻璃板觀察，發現光屏上沒有像，這說明物體在平面鏡中成的是__________像。
不透過
虛
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思路導引：實驗中若移走蠟燭B，把光屏放在像的位置，應該不透過玻璃板，而是直接觀察光屏，看不到蠟燭A 的像，說明平面鏡成的是虛像。
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1.運用等效替代巧解問題
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2.“數理結合”判斷像的位置變化
玻璃板向右平移過程我們畫圖如下：
可以看出，蠟燭A 位置不動，A 到玻璃板的距離L也不變，像和蠟燭到玻璃板的距離相等，所以玻璃板移動前后，蠟燭像的位置不變。
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1.[中考·青海] 如圖 所示是“探究平面鏡成像特點”的情景，透明玻璃板豎直放在水平桌面上，兩支相同的蠟燭A、B 豎立在玻璃板兩側，請根據實驗回答下列問題：
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(1)我們選用____________________ (填“平面鏡”“5 mm厚的透明玻璃板”或“2 mm 厚的透明玻璃板”)的目的是便于確定像的位置。
(2)取兩支完全相同的蠟燭A 和B，將蠟燭A 點燃后放在玻璃板前10 cm 處，未點燃的蠟燭B 放在玻璃板后且與玻璃板相距__________ cm 才能與蠟燭A 的像完全重合。
2 mm厚的透明玻璃板
10
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(3)實驗時應在__________ (填“A”或“B”)側觀察蠟燭A 經玻璃板所成的像。
(4)當蠟燭A 遠離玻璃板時，蠟燭A 的像的大小 __________(填“變大”“變小”或“不變”)。
A
不變
巧學妙記
平面鏡成像特點：等大、虛像、對稱、左右相反。
知2－講
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知識點
平面鏡的應用
2
1. 平面鏡能成像
平面鏡能成正立、等大的虛像。例如利用平面鏡進行梳妝，利用平面鏡試衣、試鞋，利用平面鏡檢查舞蹈演員的動作是否規范等。平靜的水面、光滑的金屬面，都具有平面鏡的作用。
知2－講
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2. 平面鏡能改變光的傳播方向
如牙科醫生用的小平面鏡、光電控制液面儀等。潛望鏡是利用平面鏡改變光線的方向的一個實例。最簡單的潛望鏡是在管子的上方和下方拐角處各裝一個平面鏡，兩塊平面鏡互相平行，都跟水平方向成45°角，反射光線沿水平方向射出，進入觀察者的眼中，這樣就可以從潛望鏡中看見物體。
知2－講
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知識拓展
任何事物都具有兩面性，平面鏡有利的一面，我們要加以利用，如穿衣鏡；有害的一面要加以防止，如汽車夜間行駛，車內開燈，車前玻璃形成車內景物的像，使司機看不清車前較暗的情況，容易引發交通事故。
知2－講
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例2
[中考·廣元] 根據平面鏡成像特點畫出圖中點光源S 發出的光經平面鏡反射后過A 點的反射光線。
解：如圖 所示。
知2－講
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思路導引：先通過平面鏡作出發光點S 的對稱點S′即為S 的像；連接S′A 交平面鏡于點O，SO 為入射光線，OA 為反射光線。
知2－講
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3.平面鏡成像作圖方法利用平面鏡成像特點作圖——對稱法步驟：
(1)找到物上的關鍵點，如同類變式2 中物體AB 上的A、B 點；
(2) 從關鍵點作出垂直于平面鏡的垂線( 利用像和物連線與鏡面垂直)；
(3) 在垂線上作出物的對稱點( 利用像和物到鏡面等距)；
(4)用虛線連接對稱點，即可得到物體在平面鏡中所成的像。
知3－講
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知識點
各種面鏡
3
1. 球面鏡 反射面是________________的鏡子，叫做球面鏡。分為凸面鏡和凹面鏡。
球面的一部分
知3－講
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2. 凸面鏡和凹面鏡
都遵守光的反射定律。
凹面鏡 凸面鏡
定義 利用球面的內表面作反射面的鏡子 利用球面的外表面作反射面的鏡子
作用 對光有會聚作用 對光有發散作用
應用 如：太陽灶、大型反射式望遠鏡、手電筒和汽車車頭燈用凹面鏡作反射面 汽車后視鏡、公路拐彎處的
凸面鏡
共同點 都與平面鏡一樣，利用光的反射成像
知3－講
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思想方法
微元法：微元法是指在處理問題時，從對事物的極小部分(微元) 分析入手，達到解決事物整體目的的方法。
把凹面鏡和凸面鏡的表面看成是由許許多多的微小平面鏡組成的，射到小平面鏡上的每條光線，都遵守光的反射定律。因此它們的光路如圖所示。
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例 3
[中考·溫州] 如圖所示，在中國象棋棋盤正中央豎立一塊
垂直于棋盤的平面鏡，棋子“象”由甲移到乙，則平面鏡中“象”的移動是( )
A．由④到②
B．由③到①
C．由②到④
D．由①到③
C
知3－講
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思路導引：根據平面鏡的成像特點可知，物距等于像距，像和物體對應點的連線與平面鏡垂直；棋子“象”在甲處時，像在位置②處；棋子“象”在乙處時，像在位置④處；棋子原來的像位于②處，移動后的像則位于④處，所以，其移動路徑是由②到④。
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物像對稱——數理結合應對變化的情境
平面鏡成的像與物體關于鏡面對稱：
知3－講
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1.[中考·江西] 如圖 乙所示，是小安同學自制的潛望鏡，利用它能在隱蔽處觀察到外面的情況，用它正對如圖甲所示的光源“F”，則所觀察到的像是( )
B
課堂小結
探究平面鏡成像特點
平面鏡
應用
實驗探究
平面鏡成像的特點
成像
改變光路
課堂小結
1. 平面鏡成像特點：
(1)像和物體大小相等；
(2)像和物體到平面鏡的距離相等；
(3)像和物體的連線與鏡面垂直；
(4)像是虛像。
2. 平面鏡成像的原理：光的反射。
3. 平面鏡的作用：改變光路和成像。
4. 凸面鏡對光線有發散作用，
凹面鏡對光線有會聚作用。
探究平面鏡成像特點

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