時間:2023-03-23 15:11:31
導語:在平面鏡成像實驗的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

探究“平面鏡成像特點”的實驗是新課程標準規(guī)定的必做實驗之一,在教學中我發(fā)現(xiàn)學生會遇到不少困難,如果學生糊涂地做實驗,則如囫圇吞棗,只是表面上掌握知識,死記硬背結(jié)論。老師及時發(fā)現(xiàn)問題,及時化解顯得十分重要,以下是我在教學中一些體會。
一、器材的選擇
問題1:如何確定像的位置?這是個難點,根據(jù)生活經(jīng)驗,學生很容易猜想出平面鏡成像的特點,這時可引導學生根據(jù)猜想選擇器材。要探究平面鏡成像的特點,首先要確定像的位置。學生遇到這樣的問題: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?”于是學生發(fā)現(xiàn)要選擇兩個完全相同的棋子,便于確定像的位置。
問題2:為什么用玻璃板代替平面鏡做實驗?老師提出問題。學生思考后找到答案,因為玻璃板是透明的,可以透過玻璃板看到像的位置。
問題3:有學生提出用棋子代替蠟燭更好一些。你認為選擇棋子和蠟燭哪種做法更好?請說出你的理由。我引導學生討論這個問題。學生進行討論發(fā)現(xiàn)答案:選擇棋子好,因為蠟燭在燃燒時變短,導致兩支蠟燭不等大,用棋子能更好地比較像與物的大小關(guān)系;還因為用棋子做實驗更環(huán)保。
問題4:將玻璃板和棋子放在白紙上、方格紙上都可進行實驗。你認為選擇白紙和方格紙哪種做法更好?說出你的理由。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,使實驗更簡潔。
二、學生操作
問題1:玻璃板怎樣放置在桌面上?由于學生之前學習了重力的知識,知道重力方向是豎直向下的,受此影響,大部分同學認為玻璃板應(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°,通過實驗,學生發(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)學生畫圖分析。
問題2:由于玻璃板有厚度,在白紙上畫出玻璃板的位置時,會有兩條線,記下平面鏡的位置,那么以哪條線為標準較好呢?引導學生再次觀察像,學生會觀察到前面的像亮一些,后面的像暗一些,棋子通過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準,測量像與物到鏡面的距離較好。
問題3:為了驗證“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?學生往往會出現(xiàn)兩個問題:一是光屏放置在何處,如果放置在沒有成像的地方,則光屏上沒有像就不能說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,但不能說明平面鏡所成像為實像。引導學生總結(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。若白紙上沒有棋子的像,則說明平面鏡中所成的像是虛像。
三、數(shù)據(jù)處理
問題1:每組學生記錄了三組數(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?引導學生回顧實驗過程,評價實驗過程??赡苁窍衽c物沒有完全重合,導致像的位置找錯了;可能是玻璃板有厚度,導致距離測錯了;可能是玻璃板沒有垂直放置,導致像的位置偏上或者偏下。
問題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?學生會產(chǎn)生疑惑,啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)只是測量誤差引起的數(shù)據(jù)差別,并不能說明像與物到鏡面的距離不相等。
四、評價結(jié)論
問題1:某學生身高1.6米,當該學生后退10米時,感到像變小了,能否證明像與物的大小不相等呢?當然不能證明,眼睛里的晶狀體相當一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當光屏。從人眼瞳孔中心對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。同一個人,離眼睛遠的時候,它的視角比近處的視角小,因此,遠處的人看起來比近處的小,近大遠小就是這個道理。
問題2:若平面鏡上分布幾個黑墨水點,所成的像上也有幾個黑點嗎?當然沒有,黑點只是影響反射光的多少,進而影響的是像的明亮程度。
明確探究問題,學生在觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題,提出問題。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下的問題啟發(fā)和討論的方式,使學生既發(fā)揮自主性又不失盲目性。學生體驗探究過程并能解決基本問題并簡單應(yīng)用,培養(yǎng)學生的問題意識和創(chuàng)新意識。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準(2011年版)[S].北京:北京師范大學出版社,2012.
知識目標
1.知道平面鏡成像的特點和虛像的概念,知道平面鏡的應(yīng)用.
2.初步學習用光路圖研究幾何光學的成像問題.
能力目標
1.通過平面鏡成像特點的實驗,培養(yǎng)實驗操作能力、觀察能力.
2.通過對實驗現(xiàn)象的觀察與分析,以及歸納得出平面鏡成像特點的過程,培養(yǎng)學生的分析概括能力.
3.通過根據(jù)平面鏡成像特點,運用對稱法確定物體在平面鏡中所成的像,初步培養(yǎng)學生運用數(shù)學方法來解決物理問題的能力.
情感目標
通過平面鏡在日常生活、生產(chǎn)、科技方面廣泛的應(yīng)用,激發(fā)學生強烈的求知欲,培養(yǎng)學生良好的非智力品質(zhì).
教學建議
教材分析
本節(jié)教材先通過日常生活中的鏡子成像的現(xiàn)象引出平面鏡成像的概念,然后通過實驗歸納出平面鏡成像的規(guī)律.再從光的反射定律出發(fā),借助于作圖分析發(fā)光點怎樣成虛像,并擴展到物體怎樣成虛像.最后加強了聯(lián)系實際,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)鍵是指導學生做好實驗,平面鏡成像的規(guī)律是本節(jié)課的重點,虛像概念的建立是本節(jié)教學的難點.
教法建議
1.研究平面鏡成像特點的實驗,對于基礎(chǔ)較好的學生,應(yīng)作為探究性實驗進行教學.
2.進行必要的實驗指導:
1)盡可能選薄一些的玻璃,否則會看到兩個不重合的像.
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B,當看見B與A的像變成一只點燃的蠟燭,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,用筆貼近A和B的下端,描出它們與紙的接觸線,得到兩個小圓.這兩個小圓的圓心,就是A和B的位置.
3.滲透從簡單到復雜的研究物理問題的方法.
課本從發(fā)光點S的像推論物體的像,教學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,并在教學中說明這種由簡單到復雜的研究物理問題的方法.
4.在做好實驗的基礎(chǔ)上,借助光路圖分析平面鏡成像原理和虛像的概念,有助于學生理解.
教學設(shè)計示例
教學重點:通過實驗總結(jié)得出平面鏡的成像特點
教學難點:“虛像”概念的建立
教具:
同樣大小(長短、粗細)的蠟燭一對、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、刻度尺一把.
教學過程:
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時,鏡中的像怎樣移動?
3)鏡中的像是否能和小孔成的像一樣呈現(xiàn)在光屏上?
通過對上述問題的議論和回答,引出研究平面鏡成像特點的實驗.
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們都能看到自己的像),從而調(diào)動學生的興趣,再準備幾面鏡子,讓學生從前傳到后,觀察自己的像并與前面兩面鏡中的像相比較,提出問題引入新課.
二、新課教學
1.平面鏡成像特點
探究平面鏡成像特點
提出問題:我們生活中用的鏡子是平面鏡,平面鏡成像有什么特點呢?具體地說就是像的位置有什么特點呢?像的大小有什么特點?
探究指導:要探究平面鏡成像特點,必須解決好以下幾個問題:
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),屏上不會呈現(xiàn)物體的像,因此我們無法用尺子去測量像的位置和大小.怎樣解決這個問題?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)怎樣通過實驗判定像的大小與物到鏡的距離是否有關(guān)?
學生設(shè)計實驗和進行實驗
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)當物體遠離或靠面鏡移動時物體的像的移動情況是____________________.
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)
讓學生結(jié)合課本70頁圖5-14,根據(jù)光的反射定律畫出發(fā)光點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)射出來的光線是發(fā)散的,不會相交.由于光的直線傳播,人們習慣的認為看見的東西都在前方,會覺得反射光像是從前方鏡中的像點射來的.實際上鏡中并沒有光直接到達.這說明虛像點不是反射光線的交點,而是反射光線的反向延長線的交點,是虛的.
老師演示:(用攝像機代替學生的眼睛反映在大倍投上)
點燃的蠟燭放在平板玻璃前,通過玻璃觀察觀察到像,并用光屏接收像,直到認為接收到像,移動攝像機的鏡頭繞過玻璃直接對準光屏,光屏上并無像存在.
方法2:學生分組實驗,分別嘗試用光屏接收像,但接收不到,使學生對平面鏡成虛像產(chǎn)生強烈印象.然后通過對平面鏡成像光路圖的研究,討論兩個問題:(1)到達觀察者眼睛的光是從何處反射來的?(2)像點是怎樣形成的?教學中,學生比較能接收像點實際上不存在的觀點,但他們感到困惑的是人為什么會造成這樣的感覺,因而給教學帶來一些困難.可告訴學生,人們的這個認識的由來是根據(jù)光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的事實.
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,讓學生了解平面鏡的應(yīng)用.除課本上提到的,可以讓學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、板書設(shè)計
探究活動
水中燃燒著蠟燭
1.知識和技能
(1)了解平面鏡成像的特點。
(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.過程與方法
(1)經(jīng)歷“平面鏡成像特點”的探究,學習對實驗過程中信息的記錄。
(2)觀察實驗現(xiàn)象,感知虛像的含意。
(3)通過觀察感知球面鏡對光線的作用。
3.情感、態(tài)度、價值觀
(1)在探究“平面鏡成像特點”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)實事求是的科學態(tài)度。
(3)通過對平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解,初步認識科學技術(shù)對人類生活的影響。
教學設(shè)計思想:
1、通過探究,使學生經(jīng)歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發(fā)展初步的科學探究能力,領(lǐng)略物理課教學的特點和魅力。
2、本課的重點是:在“探究”和“設(shè)計”的過程上:“如何探究像與物是否等大”(實驗?zāi)康模┰鯓颖容^虛像與物的大小找一個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觀察到像與替身物把平面鏡改為白玻璃(實驗基本思想方法),從而有意識、有目的、有針對性地訓練和提高學生思維的靈活性和技巧性,開拓學生思路,對學生思維的靈活性、深刻性和方向性進行訓練,培養(yǎng)其發(fā)散思維能力。
教學過程設(shè)計:
一、新課引入
1、提出問題:照鏡子,平面鏡能成像(從生活中發(fā)現(xiàn)問題),平面鏡成像有什么特點呢?
二、新課教學
2、提出猜想:
平面鏡成像有什么特點呢?
(教師不做任何暗示,讓學生充分想象)
[學生討論、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、制定計劃與設(shè)計實驗:
如何來探究像與物的大小是否相等呢?
[明確探究目的]
[老師給學生思考空間,學生:思考、分析、討論、歸納]
我們采用什么方法來驗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]
找一個跟鏡前物體完全相同的物體[替身物體]與像比較。
4、進行實驗與收集證據(jù):
同學們找桌子上的器材試試看,行不行。[白玻璃暫時不取出]
用兩支相同的筆。
用兩只相同的蠟燭。
同學們成功了嗎?有什么障礙?
從平面鏡的正面看見了像,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”,而看不見像,所以無法比較像與物的大小。
為什么像不見了呢?[學生:思考、討論]
平面鏡成的像不是真實存在的。
有沒有真實存在的像,你們見到過嗎?
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。
電影院放映機投射到銀幕的像。
樹林里地面上圓形的小光斑就是太陽的像。
平面鏡成的像是不是有實際光線會聚而成的呢?
不是的,平面鏡的背面有一層漆,光線是不能透射過去的。
[小結(jié)]好!由實際光線會聚而成的,能夠用光屏接收到的像,我們叫它實像,而平面鏡成的像是光屏接收不到的,不是真實光線相交而成的像,所以叫作虛像。
怎樣才能同時看見像和“替身物體”?
[學生:思考、分析、討論、歸納]
要同時觀察到像和替身物體,必須要讓物體通過鏡面的反射光線和替身物射出的光線都能進入人眼。(教師在此可作適當解釋“光的反射”,具體下面要學習)
好![激疑]我們看見物體(棋子)在平面鏡內(nèi)成的虛像是由于物體射出光線(或反射)經(jīng)過鏡面的反射進入人眼的。怎樣才能同時看見鏡后的替身物呢?
本節(jié)課是在學習了光的傳播和光的反射的基礎(chǔ)上,對光的反射的延伸,是光學體系的重要組成部分,它與學生的生活實際聯(lián)系十分密切,大部分學生對平面鏡成像有比較豐富的感性認識.教材以探究平面鏡成像特點為主線,讓學生經(jīng)歷探究平面鏡成像特點的過程.通過實驗得出平面鏡成像的有關(guān)知識,注重引導學生運用所學的知識去分析解釋大量生活中的成像問題.體現(xiàn)出“從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念.本節(jié)課是一個完整的探究過程,學生經(jīng)歷此探究過程,學習對實驗過程中信息的記錄和處理,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.在實驗中,要讓學生通過觀察實驗現(xiàn)象把不正確的認識糾正過來,培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度.
2教學目標
2.1知識和技能
(1)了解平面鏡成像的特點;
(2)了解平面鏡成虛像,了解虛像是怎樣形成的;
(3)了解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象.
2.2過程與方法
經(jīng)歷“平面鏡成像特點”的探究,學習對實驗探究的基本思路和方法.
2.3情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過對平面鏡的物與像對稱的討論,領(lǐng)略平面鏡成像的簡潔對稱之美;
(2)使學生在“探究”中體會克服困難、解決問題的過程,發(fā)現(xiàn)成功的喜悅,激發(fā)學生探索自然奧妙的好奇心和求知欲;
(3)認識平面鏡在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用.
3教學重難點
教學重點:(1)平面鏡成像的特點;(2)實驗探究的方法與合作學習.
教學難點:(1)虛像的概念;(2)平面鏡成像原理.
4課程資源
本節(jié)課以課程資源作為載體,而不僅僅是內(nèi)容.物理學家勞厄說:重要的不是獲得知識,而是發(fā)展能力.“教給學生方法比教給學生知識更重要”,因此在教學中應(yīng)引導學生學會觀察、動手、動腦、交流、表達的方法,發(fā)展學生思維的深刻性、靈活性和創(chuàng)造性.
大力挖掘生活中的相關(guān)現(xiàn)象,可以更進一步激發(fā)學生的好奇心,對提高學生興趣和注意力有較大的幫助.本節(jié)課探究實驗器材簡單,易于操作,能讓學生很好享受學習的快樂和探究的成就感.多媒體的運用更是加大了課堂容量,使學生樂而學之.
教師演示:帶底座的玻璃板(可以旋轉(zhuǎn))、平面鏡、蠟燭、 火柴、課件、萬花筒.
學生探究實驗器材:一張帶底座的玻璃板、高度相等和不等的蠟燭若干、火柴、一張白紙、刻度尺、平面鏡、小刀、實驗報告單.
5教學方法、策略分析
蘇霍姆林斯基說過:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要.這就是希望自己成為一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”.新的課程理念認為:在注重知識技能的同時更應(yīng)注意過程與方法.本節(jié)課的具體的教學方法和教學手段有:分組實驗法,科學探究法,直觀演示法,等效替代法,自主討論和評估交流.
總的教學策略是教師引導,學生自主探究、交流合作討論的教學模式,緊密聯(lián)系生活實際,提高學生學習興趣和學習效率.合理搭建探究的“腳手架”,降低探究難度.通過“想一想、看一看、猜一猜、講一講、動一動、試一試、畫一畫、比一比”等多種活動,使學生手、腦、眼并用,印象深刻,體驗豐富,學生動靜結(jié)合、一張一弛,松緊有度.
6教學流程圖
7教學設(shè)計
一、創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)探究欲望
播放《加菲貓》動畫視頻,引入課題.
設(shè)計意圖:通過視頻短片,將學生帶到創(chuàng)設(shè)的問題情境中,寓教于樂,激發(fā)學生的學習興趣.
二、平面鏡成像實驗探究
1.提出問題
學生利用課桌上的平面鏡自我觀察,提出與平面鏡有關(guān)的問題.
設(shè)計意圖:教學理論認為,問題是思維的動因,是探究的起點,人們只有發(fā)現(xiàn)和提出問題,才能積極思考和尋求解決方法.
2.猜想假設(shè)
鼓勵學生根據(jù)生活中的切身體驗大膽猜想:
像和物的大小相同.
像和物的距離相等.
像、物左右相反.
像遠小近大.
設(shè)計依據(jù):牛頓指出,沒有大膽的推測,就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn).
3.設(shè)計實驗
教師引導學生設(shè)計實驗:
(1)如何選用器材?
(2)如何確定像的位置?
(3)如何確定像和物的大小關(guān)系?
(4)如何比較像和物到鏡面的距離?
設(shè)計完畢,個別組展示設(shè)計方案,鼓勵學生利用身邊的物體展開實驗.
完善實驗方案,明確探究目標.
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學生設(shè)計方案,選擇實驗器材的能力,有利于發(fā)揮學生的實驗創(chuàng)新,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力.注意引導等效替代法的應(yīng)用.
4.進行實驗
教師巡視指導,學生實驗探究,強調(diào)分工合作,相互交流.重點指導能力較弱的小組,同時提醒學生注意安全.
設(shè)計意圖:體現(xiàn)“以學生為主體,以教師為主導”的新課程理念和教師對學生的人文關(guān)懷.
5.分析論證
小組展示實驗并在課堂上交流探究結(jié)果.此環(huán)節(jié)由學生自己總結(jié),教師做適當引導,然后師生共同整理探究結(jié)果:
(1)像和物到鏡面的距離相等;
(2)像和物的大小相同;
(3)像和物的連線垂直鏡面.
設(shè)計意圖:讓學生自己總結(jié)實驗結(jié)論,一方面學生總結(jié)可以不受限制,可能會提出與結(jié)論不一致的問題;另一方面學生在互相質(zhì)疑中能引起學生的興趣,加深對問題的理解,培養(yǎng)學生分析問題和歸納問題的能力.
6.交流評估
提出問題交流,為學生日后實驗探究打下良好基礎(chǔ).
(1)你做了幾次實驗?做一次可以嗎?
(2)當蠟燭遠離平面鏡時像會變小嗎?像的大小由什么因素決定?
(3)像和蠟燭到鏡面距離的測量值都相等嗎?
(4)如果玻璃板是傾斜的,水平桌面上還能夠找到蠟燭的像嗎?
設(shè)計意圖: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.讓學生認識基本的科學探究方法,體現(xiàn)“從物理走向社會”的新課程理念.
三、虛像
1.利用多媒體課件從理論上分析平面鏡成虛像的原因.
2.教師用白紙承接多媒體投影的像.
3. 故事:猴子撈月.
設(shè)計意圖:通過讓學生感受虛像,然后利用現(xiàn)代化教學手段從理論上分析,突破教學難點,符合從感性到理性的認知規(guī)律.
四、看看做做再獲新知
學生游戲,再通過幾何畫板軟件分析平面鏡成的像和物是一個軸對稱圖形,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,深化理解.
設(shè)計意圖:緩解學生探究疲勞,活躍氣氛,再獲新知.超越學科本位,為日后作圖練習打下良好基礎(chǔ).
五、基本應(yīng)用
1.列舉平面鏡的應(yīng)用,多媒體播放平面鏡應(yīng)用例子,說明平面鏡可以成像和改變光路.
2.舉例縣城工行大樓玻璃幕墻對路人的影響,分析平面鏡成像對我們的不利影響.
設(shè)計意圖:體現(xiàn)了“從物理走向社會”的新課程理念.教育學生一分為二的看問題,讓學生深刻認識物理就在身邊,體現(xiàn)了教學的鄉(xiāng)土特色.
六、課后拓展
教師演示兩塊平面鏡的組合的成像情況,激發(fā)學生課外動手動腦的探究興趣.
設(shè)計意圖:用先進的網(wǎng)絡(luò)手段開拓學生視野,將探究活動延伸到生活,培養(yǎng)學生的自主探究意識.
七、課堂小結(jié)
設(shè)計意圖:梳理知識
八、隨堂檢測
展示試題(含關(guān)于加菲貓的原創(chuàng)試題)
設(shè)計意圖:初步評估教學效果,體現(xiàn)教學的獨創(chuàng)性.
九、板書設(shè)計(略)
十、教學反思
一、關(guān)于像
所謂像就是從物體發(fā)出的光線經(jīng)過光具后所形成的與原物相似的圖景.
1.實像
實像是指從物體發(fā)出的光線經(jīng)過光具后,實際的光線在空間相交所成的像,它是真實存在的,既可以用眼睛觀察到,又可以呈現(xiàn)在光屏上.如小孔成像、放映電影、幻燈時所成的像都是實像.
2.虛像
虛像是指從物體發(fā)出的光線經(jīng)過光具后,實際的光線變得發(fā)散而不能會聚在一點,但這些發(fā)散光線的反向延長線相交于一點而形成物體的像.這個像不是由實際光線會聚而成的,當然也不能在光屏上呈現(xiàn)出來.如在放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等光學儀器中觀察到的像都是虛像.
注意 人眼能看見鏡子里的虛像,并不是有光線從虛像上射入人眼.平面鏡的虛像并不是由實際光線相交而成,而是由鏡前物體上射向平面鏡的實際光線,經(jīng)平面鏡反射后的反射光線的反向延長線相交而成,進入人眼的是反射光線,但光線好像是從鏡后虛像上射出的,從而造成光是從虛像發(fā)出的這種感覺.撈不到“水中月”、摘不到“鏡中花”就是這個道理.
通過平面鏡成像的實驗,使我們體會到:虛像的特點是能被人看見,但不能在光屏上呈現(xiàn).
二、平面鏡成像
1.平面鏡中像的形成
平面鏡所成的像是物體發(fā)出(或反射出)的光線入射到鏡面發(fā)生反射,由反射光的延長線在鏡后相交而形成的.如圖1所示,光源S在平面鏡后的像并不是實際光線會聚而成的,而是由反射光線的反向延長線會聚而成.如果用光屏放在平面鏡后的S′處,是接收不到這個像的.
2.平面鏡成像的特點
平面鏡成像的特點是:(1)平面鏡所成的像是一個正立等大的虛像;(2)像與物左右相反;(3)像與物體的大小相同;(4)像和物到鏡面的距離相等;(5)像與物對應(yīng)點的連線和鏡面垂直.后三個特點也可以簡單地說成是像和物體關(guān)于平面鏡對稱,即反應(yīng)在圖紙上是以平面鏡為軸將像旋轉(zhuǎn)180°(或以平面鏡為軸折疊像物),像和物體恰好重合.
3.正確理解平面鏡成像的特點
學習平面鏡成像的規(guī)律,應(yīng)避免產(chǎn)生以下兩點錯誤:
(1)對于平面鏡成像中像和物的的連線跟鏡面垂直,且它們到鏡面的距離相等兩個特點,不能只注意其中的一點而忽略了另一點.
(2)對于平面鏡中像與物的大小相等的特點,雖然從字面上都能理解,但由于視覺經(jīng)驗,往往會錯誤地認為“物體距平面鏡越遠像越小”.糾正的方法可先通過實驗,用“重合法”來檢驗,將玻璃板前的棋子A逐漸遠離玻璃板,從前面看去,虛像在逐漸“變小”,但把比A小一號的棋子B放在虛像位置上時,發(fā)現(xiàn)兩者不能重合,而只有將與A等大的棋子放在虛像的位置上時,兩者才能重合,這說明無論物體和平面鏡的距離如何改變,也無論虛像“看上去”如何變化,虛像的大小始終和物體等大.
那么當人向平面鏡走近時,為何覺得他的像變大了呢?這是人的視覺經(jīng)驗造成的.一輛汽車在遠處,我們會覺得它很小,當它向我們駛過來時,我們會覺得它越來越大.二者的道理是相同的.同樣可以解釋“物體距平面鏡越遠像越?。ǖ却蟮奶撓窨瓷先冃。?,這是因為虛像距離平面鏡前觀察者的距離變遠了,導致像的兩端與眼睛所成的視角變小了,而像還是與物體等大的.
4.影子和倒影的區(qū)別
要區(qū)別影子和倒影這兩種現(xiàn)象,首先要分清兩者的成因.影子是由光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的,當光在傳播路徑上遇到不透明的物體時,它的傳播將受到阻擋,在不透明物體的后面形成與物體形狀相似的黑色區(qū)域,這就是影子.而倒影則是物體通過水射面(如水面)反射所成的虛像,如靠近河岸的樹木和房子等在水中都會留下倒影.因此,影子和倒影是不同的,它們的區(qū)別在于前者屬于光的直線傳播現(xiàn)象,后者屬于光的反射現(xiàn)象.
三、平面鏡成像特點的應(yīng)用
1.確定鏡中像的位置
例1在圖2甲中畫出ABC在平面鏡中所成的像.
解析根據(jù)平面鏡成像時,像和物體關(guān)于平面鏡的對稱關(guān)系作圖.欲畫出ABC在平面鏡中的虛像,需首先確定三角形上A點、B點和C點在平面鏡里的軸對稱點A′點、B′點和C′點,再根據(jù)像是正立的、等大的虛像,用虛線連結(jié)三點即可,如圖2乙所示,圖中AA′、BB′、CC′都是輔助線,要用虛線表示,而像A′B′C′是虛像,也需要用虛線來表示.
2.確定平面鏡的位置
例2圖3甲中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′.
解析平面鏡所成的像是反射光線延長線的交點,并且像和物的對應(yīng)點的連線與鏡面垂直,像和物到鏡面的距離相等.在圖3乙中,延長a′、b′相交于S′,S′即為S的像.連結(jié)SS′,作SS′的中垂線PQ,即為鏡面.注意標明平面鏡的正、反.
3.確定像的位置以及看到像的范圍
例3如圖4甲所示,M為平面鏡,S是一個點光源,在S與M之間有一塊不透明的擋板P.問:(1)點光源S在平面鏡中的像在哪里?(2)哪些地方可以看到這個像?
解析(1)從點光源S處向平面鏡M引兩條光線SA、SB,過入射點A、B分別作垂直于鏡面的法線,根據(jù)光的反射定律分別作出反射光線AA′、BB′,如圖4乙所示.反向延長AA′和BB′相交于S′,則S′即為點光源在平面鏡中的像.由圖4乙可見,像的位置跟沒有擋板P時是一樣的;(2)光源S發(fā)出的光射向平面鏡,因擋板P的阻擋,平面鏡上只有AB部分被照射到,反射光線只存在于AA′和BB′之間的范圍內(nèi),所以,只有在這個范圍內(nèi)才能看到平面鏡中的像.
說明物體發(fā)出的光,只要能到達平面鏡,就能在平面鏡中成像.像與物的連線總是跟鏡面垂直,像和物到鏡面的距離相等.要確定能看到像的范圍,就要分析反射光線的范圍.哪里有反射光線,哪里就能看到像.
4.確定反射光線的位置
例4如圖5甲所示,S為平面鏡前的一個點光源,A為鏡前的一點,試畫出從S點發(fā)出的經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過A點的反射光線.
解析此題涉及了光反射的許多知識點,由平面鏡成像的原理可知反射光線的反向延長線必經(jīng)過像點.因此可利用平面鏡成像的特點作出點光源的像點S′;然后連結(jié)S′A,S′A和平面鏡相交于O點,O點即為入射點,SO為入射光線,OA是反射光線,最后完成光路圖,如圖5乙所示.
說明本題利用了平面鏡成像的規(guī)律――物、像關(guān)于鏡面是對稱的,先找到點光源S經(jīng)平面鏡形成的像S′,連接S′A交平面鏡于O點,再連接SO完成光路圖,這種解題的思路方法,應(yīng)用在很多平面鏡的解題中.
5.確定時鐘的時刻
例5如圖6所示,是從平面鏡中看到一臺石英鐘的指針位置,此時鐘的實際讀數(shù)應(yīng)是( )
A.8點20分 B.4點20分
C.3點40分 D.10點40分
解析本題圖示不是鐘的實體,而是石英鐘在平面鏡中所成的像.平面鏡成像有一個特點:像和物對鏡面是對稱的.由此可知,“平面鏡中的指針位置是以12點、6點的連線”為對稱軸左右對換的.所以要讀出圖中的實際讀數(shù),應(yīng)把紙翻過來讀反面的像,即讀數(shù)為3點40分,本題答案應(yīng)選C.
說明平面鏡成像的特點是:像的性質(zhì)――正立的虛像;像的大小――與原物體等大;像的位置――像與物到鏡面距離相等,它們的連線垂直于鏡面.
1.在物理知識方面要求。
(1)掌握光的反射定律,會用光的反射定律解釋有關(guān)的現(xiàn)象;
(2)掌握平面鏡成像的原理和規(guī)律;
(3)應(yīng)用平面鏡成像的規(guī)律解決一些簡單的物理問題。
2.通過演示實驗,概括出平面鏡成像的特點,應(yīng)用光的反射定律推導出平面鏡成像的特點。培養(yǎng)學生的觀察、概括能力,通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學習,培養(yǎng)分析、推理能力。
3.通過簡單的物理問題的解決使學生理解解決物理問題的基本原理和基本方法,如何建立已知與未知和所求之間的關(guān)系。從而加深物理方法的學習。
二、重點、難點分析
1.重點是使學生掌握平面鏡成像的原理及推導過程。平面鏡成像的特點是解決平面鏡問題的關(guān)鍵。平面鏡成像是虛像,學生作圖時要注意用虛線;平面鏡成像,其像和物關(guān)于平面鏡對稱的含義是像正立且與物等大。
2.教學難點之一是如何澄清學生頭腦中“像”的概念。要突破這一點就要讓學生清楚物理中像的準確定義,生活中像、影、相又指的是什么意思。嚴格區(qū)分教學中的相似與物理的“相似”有什么不同。
3.教學中的另一個難點是如何應(yīng)用平面鏡成像的特點解決實際問題。最關(guān)鍵的是要抓住最簡單、最基本的方法。
三、教具
1.平面玻璃,蠟燭兩只(完全相同),火柴,大白紙一張(8開或更大一些),直角三角板,鉛筆。
2.教學用直角三角板、直尺。
四、主要教學過程
(一)引入新課
光的反射現(xiàn)象和平面鏡在初中物理中已經(jīng)學到一些知識,今天我們來進一步研究。光的反射現(xiàn)象處處可見,平面鏡也是日常生活中常見的物品,它們有什么特性呢?
(二)教學過程設(shè)計
1.光線和光束。
光線是利用光的直線傳播而從光束中抽象出來的概念。物體發(fā)出的光束,用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播方向——光線。光線是光束的抽象結(jié)果,實際是不存在的,而光束是客觀存在的。在畫光線時注意光的傳播方式用直線表示,要用實線,而光的傳播方向箭頭一般標在直線段的中央部分。光束可分為平行光束、發(fā)散光束、會聚光束三種情況。
2.光線傳播到兩種介質(zhì)的分界面所發(fā)生的現(xiàn)象:反射和折射現(xiàn)象可能同時發(fā)生,也可能
只發(fā)生反射現(xiàn)象,但有折射現(xiàn)象的同時一定有反射現(xiàn)象,只是反射現(xiàn)象有時極不明顯而不考慮。通過作圖介紹入射點、法線、入射光線、反射光線、入射角和反射角的概念。光在介質(zhì)中傳播時會有能量損失(被吸收)。光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生反射或折射時也要有能量損失。
3.光的反射定律。
(1)(三線共面)。反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi);(因果關(guān)系要注意)
(2)(法線居中)反射光線跟入射光線分別位于法線的兩側(cè);
(3)(兩角相等)反射角等于入射角。(因果關(guān)系)
4.鏡面反射和漫反射。
(1)鏡面反射:能成虛像的反射,入射光線是有規(guī)律的,反射光線仍遵從一定規(guī)律進行排序。
(2)漫反射:入射光線是有規(guī)律的,而反射光線是無序的,不能成虛像的反射,但每一條光線都遵從光的反射定律,漫反射是由于兩介質(zhì)的界面不光滑平整而造成的。
5.平面鏡成像。
演示在白紙中央用直尺畫一條直線,然后平放在水平桌面上,在直線的一側(cè)點一個點A,將平面玻璃垂直于紙面且與紙上直線重合放置,將一支蠟燭點燃豎直放在A處,在A點這側(cè)看點燃蠟燭的像。將另一支未點燃的蠟燭放在直線(平面玻璃)的另一側(cè),緩慢移動直至未點燃的蠟燭與點燃的蠟燭的像重合,好像未點燃蠟燭也燃燒起來一樣。在紙上記下未點燃蠟燭的位置。在同學們都看清楚的前提下,將點燃的蠟燭熄滅。讓同學討論看到的現(xiàn)象,總結(jié)平面鏡成像的特點。
(1)像:由物發(fā)出(或反射)的光線經(jīng)光具作用為會聚的光線(或發(fā)散的光線)所形成的跟原物“相似”的圖景。這里的“相似”一詞與數(shù)學的相似含義不完全相同,數(shù)學中的相似是指對應(yīng)處成相同的比例,而這里的“相似”有時不同對應(yīng)處比例不同。例如哈哈鏡中人的像與人相比相差很大,但仍認為是人的像。
(2)實像:是由實際光線會聚而形成??捎醚壑苯佑^察,可在光屏上顯示,具有能量到達的地方。
(3)虛像:是實際光線的反向延長線會聚而形成,不可在光屏上顯示,只能用眼睛直接觀察。
關(guān)于像的概念讓學生一定要很清楚,特別是要區(qū)分生活中的“像”的概念。
A.像片是物而不是“像”,畫像和像片具有相同的含義。
B.照相,實質(zhì)上是取得一個與人“相似”的一幅畫片,只不過不是用筆畫,而是通過成像的原理制作就是了。照“相”與長“相”具有相同的含義。
C.“看電影”也有人誤認為是“看電像”,在初中就學過像的概念。但人們在電影院看電影是要看銀幕上的圖景,銀幕上的圖景對于底片(拷貝)來說是像的位置,像呈現(xiàn)在銀幕上,作為物被眼晴看到,若真看“像”應(yīng)眼睛向著放映機看,那是不可能的。
D.“成像是客觀的,觀像是有范圍的”。若電影院銀幕處末放銀幕,放影機放影時,拷貝上的像仍呈在放銀幕處。戴近視鏡的同學看到的并不是真實的物,而是這些物正立縮小的虛像。
(4)平面鏡成像。
A.平面鏡對光的作用,只改變光的傳播方向,不改變光束的性質(zhì)。即平行光束經(jīng)平面鏡反射仍為平行光束。發(fā)散(會聚)光束經(jīng)平面鏡反射仍為發(fā)散(會聚)光束。
B.平面鏡成像為虛像,作圖時用虛線表示。
C.(將演示實驗中的白紙呈現(xiàn)給學生,通過作圖,測量得出)像點和物點關(guān)于平面鏡呈面對稱。
6.平面鏡的應(yīng)用。
(1)平面鏡控制光路。
例1已知入射光線及平面鏡的位置,控制反射光線。一束光線與水平成40°角射來,欲使光線沿水平方向傳播,所放平面鏡與水平面成____________角。答案:20°或70°。
解析:題目中只要求反射光線水平,一定要注意可能出現(xiàn)兩種情況。一種是入射光線與反射光線之間的夾角是40°,一種是入射線與反射光線之間的夾角是140°。
例2證明:若入射光線的方向不變,將平面鏡繞入射點轉(zhuǎn)動θ角,則反射光線的方向轉(zhuǎn)動2θ角。
證明:因為平面鏡轉(zhuǎn)動θ角,則法線轉(zhuǎn)動θ角,當入射光線不變時,則入射角增加(或減少)θ角,由光的反射定律可知反射光線與法線的夾角也增加(或減少)θ角,則反射光線與入射光線之間的夾角增加(或減少)2θ角,即反射光線轉(zhuǎn)動的角度為2θ角。
若上題改為若入射光線的方向不變,平面鏡繞入射點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,則反射光線轉(zhuǎn)動的角速度ω′=2ω,。
(2)平面鏡成像的觀察。
例3一人站在湖邊塔樓頂上觀察空中的氣球,已知樓頂離湖面高為H,人高不計。他看空中靜止的氣球時,仰角為30°。他看水中氣球的虛像時,俯角是60°,問氣球靜止在湖面上方,離湖面多高?答案:2H.
解析:幾何光學的突出特點是幾何作圖。此題作圖的技巧是:先畫一條水平線(在塔樓頂上)AB.A為塔樓頂端,過A點做AS直線且∠SAB=30°。過A點作垂直于AS的直線(用虛線)AS′,且SS′直線(用虛線)要垂直于AB。SS′直線交AB于C點。找到SS′直線的中點O,過O點作SS′的垂線MN,MN交AS′于D點,用實線連接AD,DS,且標明AS、AD、DC的光線箭頭。如圖所示,注意箭頭方向不要畫反,A點為觀察者。過A點作MN的垂線交MN于正點。AE即為塔樓高,S′為氣球S的像。SO即為所求h。
由圖可知:
代入數(shù)據(jù)得
。
解得:h=2H
例4圖2中AB表示一直立的平面鏡,是水平放置的米尺(有刻度的一面朝著平面鏡),MN是屏,三者相互平行,屏MN上的ab表示一條豎直的縫(即a、b之間是透光的)。某人眼睛緊貼米尺上的小孔S(其位置見圖),可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度。試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部位,并依次寫出作圖的步驟。
解析:
圖3作圖步驟:
①作S點對AB的對稱點S′,S′就是S的像點。
②連接S、a并延長,與AB交于C點。
③連接S′、C并延長,與交于一點,此點就是可看到部位的左端。
④連接S′、b并延長,與交于一點,此點就是可看到部位的右端。
上述順序也可以是②①③④或①④②③。
圖4作圖步驟:
①分別作、Ma、bN對于AB的對稱線、M′a′、b′N′,則就是對于平面鏡AB的像,M′N′是MN對于平面鏡AB的像。
②連接S、a并延長,與交于一點,并作該點對于AB的對稱點,此對稱點在上,是可看到部位的左端。
③連接S、b′并延長,與交于一點,作該點對于AB的對稱點,此對稱點也在上,是可看到部位的右端。
上述順序也可以是①③②。
(3)平面鏡與運動學的綜合應(yīng)用。
例題略。
(三)課堂小結(jié)
1.平面鏡是一個非常重要的光學元件,在生活中應(yīng)用也很廣,這部分光學知識為將來的學習打下了基礎(chǔ)。
2.幾何光學的學習要突出幾何作圖,同學們應(yīng)嚴格按照規(guī)范化的作圖格式進行訓練,緊緊抓住平面鏡成像特點進行思考問題。
五、教學說明
1.將演示實驗改為分組實驗,效果會更好。但要掌握好教學時間。
考點1 光的傳播
基礎(chǔ)知識鏈接:光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,光傳至兩種物質(zhì)的分界面,又返回原物質(zhì)中去的現(xiàn)象叫光的反射,光從一種物質(zhì)進入到另一種物質(zhì)。傳播方向發(fā)生改變叫光的折射。
例1(2006北京市考題)如圖1所示的4種現(xiàn)象中,由于光的直線傳播形成的是( )
【分析】了解生活中的光現(xiàn)象所蘊涵的光學知識是解決此類問題的關(guān)鍵。選項A是鉛筆上的光從水中射入空氣時發(fā)生折射形成的。B是岸邊物體射向水面的光,反射進入人眼形成的,是光的反射。C中屏幕上的手影是由于光的直線傳播形成的。D中的平面鏡成像是光的反射現(xiàn)象。
答案:C.
考點預(yù)測:以生活中的光現(xiàn)象為載體,將光的幾種傳播方式融和在一起考查,是該考點的主要命題形式。此類題在中考中逐年增多,這就要求同學們在日常生活中,應(yīng)多留心觀察發(fā)生在身邊的自然現(xiàn)象并思考其背后所包含的知識和規(guī)律。如倒影和日光下的影子,小孔成像、平面鏡成像和凸透鏡成像的區(qū)別。
考點2 光的反射與折射的規(guī)律
基礎(chǔ)知識鏈接:光射向兩種透明物質(zhì)的分界面時,將同時發(fā)生光的反射和折射。反射光線遵循光的反射定律,折射光線遵循光的折射規(guī)律。光的反射和折射的相同點:(1)反射光線和折射光線都與對應(yīng)的入射光線、法線在同一平面上;(2)反射光線、折射光線都和對應(yīng)的入射光線分居法線兩側(cè);(3)反射角和折射角都隨對應(yīng)的入射角的增大而增大;(4)光在反射和折射時光路都是可逆的。不同點:(1)反射有兩種類型,鏡面反射與漫反射,折射也有兩種情況,斜射與垂直入射;(2)反射角總等于入射角,而折射角不等于入射角,當光線從空氣斜射入水或玻璃時,折射角小于入射角,當光線從水或玻璃斜射入空氣時,折射角大于入射角,簡記為“空氣中的角總是大的”。
例2(2006山東省濟寧市考題)某實驗小組在探究光的折射規(guī)律時,將光從空氣分別射入水和玻璃,測得數(shù)據(jù)如下表:
分析表格中的數(shù)據(jù),你肯定能得出一些規(guī)律,請寫出一條:________.
【分析】對于這類多個物理量的數(shù)據(jù)變化的問題,分析時要注意運用科學的方法,類比聯(lián)想,找到各個物理量之間的變化規(guī)律。例如:光從空氣分別射入水和玻璃時,入射角在變化,找出折射角變化的規(guī)律。
答案:①入射角為0°,折射角也為0°;②入射角增大,折射角也隨著增大;③光從空氣斜射入不同介質(zhì)中的折射角不同。
考點預(yù)測:光的反射與折射規(guī)律的實驗探究是今后中考命題的趨勢。在平時學習中要注重培養(yǎng)科學探究能力,同時要掌握控制變量法、轉(zhuǎn)化法、等效替代法等常見的物理方法。另外,通過作光路圖考查同學們對光的反射與折射規(guī)律的認識,是該考點的基本命題形式。
考點3 平面鏡成像
基礎(chǔ)知識鏈接:平面鏡成像的特點是:物體在平面鏡中所成的像是虛像,像和物體大小相等,上下(或左右)相反。它們的連線垂直于鏡面,它們到鏡面的距離相等。簡記為:正立、等大、對稱、虛像。
例3(2006山東省濟寧市考題)“猴子撈月”的寓言故事說,猴子看到井中有個月亮,就以為月亮掉進井水中了,以下說法中正確的是( )
A.水中出現(xiàn)月亮屬于光的反射現(xiàn)象
B.水中出現(xiàn)月亮屬于光的折射現(xiàn)象
C.水中的月亮到水面的距離比天上的月亮到水面的距離近
D.水中的月亮比天上的月亮小
【分析】“水中出現(xiàn)月亮”這個現(xiàn)象是平面鏡成像形成的,屬于光的反射現(xiàn)象,不屬于光的折射現(xiàn)象。如果同學們誤選C或D,是受平時錯誤的生活經(jīng)驗誤導所致。根據(jù)平面鏡成像的特點,可以判斷水中的月亮到水面的距離等于天上的月亮到水面的距離,水中的月亮和天上的月亮一樣大。
答案:A.
考點預(yù)測:平面鏡成像特點的應(yīng)用及其探究一直是中考的熱點。解答有關(guān)平面鏡成像特點的應(yīng)用型題目,重在熟記平面鏡成像特點,然后再利用其成像特點解題。而對于平面鏡成像特點的探究型試題,關(guān)鍵是掌握運用等效替代法來比較像與物的關(guān)系。
考點4 光的色散及其看不見的光
基礎(chǔ)知識鏈接:太陽光是一種復合光。透明物體的顏色由日光中物體能透過的色光的顏色決定;不透明物體的顏色由日光中被物體反射的色光的顏色決定;混合顏料的顏色由各種顏料共同反射的色光的顏色決定。
“紅、黃、藍”稱為顏料的“三原色”;“紅光、綠光、藍光”稱為光的“三基色”。
紅外線的主要特性是熱作用強。各種物體吸收了紅外線后溫度升高。因此人們利用紅外線來加熱物品。由于紅外線穿透云霧的能力比較強,利用靈敏的紅外探測器吸收物體發(fā)出的紅外線。再用電子儀器對吸收的信號進行處理,可以顯示出被測物體的形狀和特征,這就是紅外遙感。紫外線的主要特性是化學作用強,很容易使照相底片感光;紫外線的生理作用強,能殺菌;應(yīng)用紫外線的螢光效應(yīng),可以進行防偽。
例4(2006浙江省嘉興市考題)2006年3月某日7時40分,黑龍江省大慶市市民驚奇地發(fā)現(xiàn)東方冉冉升起的太陽周圍出現(xiàn)了多個“小太陽”(如圖3所示),太陽的上方還有一道美麗的彩虹。出現(xiàn)這種天象的原因主要是在特殊的天氣條件下,云中豎直掛列著許多小冰晶(小冰晶相當于三棱鏡)。
(1)天空出現(xiàn)的彩虹,可以說明太陽光是一種________(填“單色光”或“復色光”)。
(2)人們能夠看到多個“小太陽”,是由于太陽光經(jīng)小冰晶反射和________后所形成的虛像。
【分析】由于云中豎直掛列著許多小冰晶,而小冰晶相當于三棱鏡,太陽光通過小冰晶后分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種色光。形成了美麗的彩虹。說明太陽光是一種復色光。至于人們能夠看到多個“小太陽”,是由于太陽光經(jīng)小冰晶反射和折射后形成了虛像。
答案:復色光;折射。
考點預(yù)測:光的色散、紅外線、紫外線等內(nèi)容貼近生活實際,將是2007年中考的亮
點。其中牛頓的色散實驗既可以作為光學史問題考查,也可以作為實驗探究題出現(xiàn)。紅外線與紫外線還可以與電磁波結(jié)合在一起考查,具有一定的綜合性和開放性。命題形式以信息題居多,解題的竅門是從所給材料中汲取與問題相關(guān)的信息。再進行分析、處理,得出正確的結(jié)論。
考點5 透鏡
基礎(chǔ)知識鏈接:透鏡是利用光的折射規(guī)律來工作的光學器具,有主光軸、光心、焦點和焦距,可分為凸透鏡和凹透鏡兩類。遠視鏡片中間厚、邊緣薄叫凸透鏡;近視鏡片中間薄、邊緣厚叫凹透鏡。凸透鏡對光線有會聚作用,能使平行于主光軸的光線會聚到焦點上;凹透鏡對光線有發(fā)散作用,使平行于主光軸的光線向外發(fā)散。
例5(2006福建省廈門市考題)在圖4中,完成光線從左邊射向凸透鏡折射后,再射向凹透鏡折射后的光路。
【分析】在作透過透鏡的光路圖時,主要是利用3條特殊光線作圖,即:過光心的光線傳播方向不變;平行于主軸的光線經(jīng)凸(或凹)透鏡后過實焦點(或虛焦點);過實焦點(或虛焦點)的光線經(jīng)凸(或凹)透鏡后平行于主軸
答案:所作光路圖如圖5所示。
考點預(yù)測:作透過透鏡的光路圖歷來是中考作圖題的主要內(nèi)容,利用3條特殊光線作圖是解題的關(guān)鍵。另外。對透鏡對光線的作用的考查也要引起重視。
考點6凸透鏡成像及視力矯正
基礎(chǔ)知識鏈接:
例6(2006江蘇省揚州市考題)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時,在光屏上得到了一個縮小清晰的像(如圖6所示),此時物距范圍:______。有位同學摘下近視眼鏡放在蠟燭與透鏡之間(靠近透鏡)。結(jié)果光屏上原來清晰的像變模糊了。
(1)若不改變蠟燭和透鏡位置,將光屏向_______(左/右)調(diào)節(jié),才能使像變清晰。
(2)請根據(jù)此實驗,簡要說明近視眼看不清楚物體的原因:________.
【分析】根據(jù)圖6所示,在光屏上得到了一個縮小清晰的像,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,此時物距范圍是u>2f(或物體在2倍焦距之外)。照相機就是根據(jù)這個成像原理制成的。由于近視眼鏡是凹透鏡,對光線起發(fā)散作用,所以將近視眼鏡(凹透鏡)放在蠟燭與透鏡之間(靠近透鏡),使原來所成的像向右移動了,那么在不改變蠟燭和透鏡位置的情況下,應(yīng)將光屏向右調(diào)節(jié),才能使像變清晰。近視眼看不清楚物體是因為物體成像的位置在視網(wǎng)膜之前。
答案:u>2f或物體在2倍焦距之外);右;物體成像在視網(wǎng)膜之前。
考點預(yù)測:隨著中考試題與生活、生產(chǎn)實際結(jié)合得越來越緊密,凸透鏡的成像規(guī)律及其應(yīng)用必將成為光學考查的重點,牢記成像規(guī)律是此類試題的解題關(guān)鍵。同學們在平時學習時應(yīng)熟練掌握照相機、投影儀、放大鏡、眼睛、近視眼鏡等原理與凸透鏡成像規(guī)律的對應(yīng)關(guān)系,說不定在07年中考中就會應(yīng)用到。
考點7顯微鏡、望遠鏡及光污染
基礎(chǔ)知識鏈接:通常的望遠鏡(或顯微鏡)可看做是由兩個透鏡組成的。靠近眼睛的透鏡叫做目鏡??拷挥^察物體的透鏡叫做物鏡。顯微鏡的目鏡和物鏡都相當于凸透鏡,將物體兩次放大。而有一種望遠鏡的目鏡和物鏡也都是凸透鏡,物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像。目鏡的作用相當于放大鏡,用來把這個像放大。
例7(2006湖北省宜昌市考題)顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡,每組透鏡的作用相當于一個_____透鏡,人眼通過顯微鏡觀察微小物體時,看到的是放大的______像(填“虛”或“實”)。
【分析】由于顯微鏡對物體是起放大作用,其目鏡和物鏡的作用都相當于凸透鏡,將物體兩次放大,成放大的虛像。
答案:凸;虛。
考點預(yù)測:望遠鏡、顯微鏡及光污染也是中考的熱點問題??疾榈念}型多以選擇題、填空題或分析簡答題為主,目的在于培養(yǎng)同學們將科學技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識,是新課改基本要求的具體體現(xiàn),值得同學們重視
很多教師會遇到這樣的問題:在短短的時間里怎么把那么多的探究實驗復習好?探究實驗中,實驗器材、實驗原理、實驗步驟、實驗記錄、實驗結(jié)論等等,又該如何復習?
其實,不少實驗之間是有關(guān)聯(lián)的,有的實驗是后面實驗的基礎(chǔ),后面的實驗是前面實驗的推進或提升。把這樣的實驗組合在一起進行復習,可有效提高復習效率。
怎么組合?組合后又怎么復習?我是這樣做的:
復習課不同于新課,不能再重復實驗,因而,就要利用多媒體信息量大,且直觀的特點,在有限的時間里復習更多的內(nèi)容。具體應(yīng)注意在短時間內(nèi)系統(tǒng)地復習彼此有關(guān)的物理現(xiàn)象。如復習光學的探究實驗時,就把“光的反射定律”、“光的折射定律”、“平面鏡成像特點”、“凸透鏡成像規(guī)律”實驗組合在一起 ,光的反射就是探究實驗:“平面鏡成像特點”的基礎(chǔ),“平面鏡成像特點”就是“光的反射”的推進。“光的折射定律”與“凸透鏡成像規(guī)律”也有相應(yīng)的聯(lián)系。利用多媒體能很快地再現(xiàn)光的反射、光的折射的情景,迅速激活學生腦海中已有的相關(guān)知識。并且能直觀地找出平面鏡成的虛像是反射光的反向延長線會聚而成的,而凸透鏡的虛像是折射光的反向延長線會聚而成的;凸透鏡成實像是折射光會聚而成的。電學實驗復習時,可把探究電流與電壓、電阻關(guān)系,測量小燈泡的電阻,測量小燈泡電功率的實驗組合在一起,這幾個實驗的關(guān)聯(lián)是:一圖多用。通過多媒體的再現(xiàn),讓學生感受到這幾個實驗的紐帶:實驗的電路圖是一樣的,只是要測量的物理量不同,實驗的原理不同。
通過組合,能幫助學生理順知識間的關(guān)系,同時,利用多媒體能迅速找出每個實驗的規(guī)律和結(jié)論。例如,復習凸透鏡成像規(guī)律實驗時,通過多媒體用Flash再現(xiàn)實驗場景,就能很快得出成像的規(guī)律。
復習的時候,還要注意細節(jié)。
復習中,實驗器材、步驟、結(jié)論的復習,是常規(guī)的復習手段。但是,現(xiàn)在很多實驗考題更注重實驗的細節(jié),利用多媒體能很好地再現(xiàn)實驗過程,讓學生發(fā)現(xiàn)以往不注意的細枝末葉。例如:在探究凸透鏡成像實驗中,蠟燭在光屏上所形成的影像隨著物距的變化而變化的這一現(xiàn)象,不是很明顯,誤差較大,致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解,并產(chǎn)生迷惑。所以,在凸透鏡成像規(guī)律中,可以通過多媒體的Flas再現(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律模擬實驗,演示物距從無窮遠至小于焦距的整個實驗過程中,物距、像距和像的變化情況,整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了,從而使學生對該實驗有了一個清晰完整的認識。學生對F點及2F點是什么像和什么像的分界點,感到很難,同樣可以通過多媒體的Flash演示,拖動蠟燭,逐漸向凸透鏡靠攏。讓學生自己去發(fā)現(xiàn),F(xiàn)點是實像與虛像的分界點,也是倒立像與正立像的分界點;2F點是放大與縮小的像的分界點。在平面鏡成像中,通過多媒體的展示,讓學生發(fā)現(xiàn)實驗中為什么像與物不重合,為什么會有兩個像。這樣,能加深對“實驗為什么要用薄的玻璃板,以及控制玻璃板必須與桌面豎直”的認識。同樣,對于晶體的熔化、水的沸騰實驗,這兩個除了有關(guān)聯(lián)外,里面的細節(jié)也可以通過多媒體的再現(xiàn),讓學生去發(fā)現(xiàn),給晶體海波和非晶體蜂蠟加熱的方式:浴水法加熱,然后進一步知道為什么要用浴水法加熱?這樣既能復習,又能培養(yǎng)學生的觀察能力及分析能力。
關(guān)鍵詞 研究方式;光學;中考復習
用研究的方式進行初中光學中考復習,既是學習方式多樣性的選擇,也是有效教學的方向性嘗試。筆者在地區(qū)示范性中考復習課《光》教學中(蘇科版),就知識結(jié)構(gòu)、知識應(yīng)用等中考復習問題,形成了下列經(jīng)驗。
一、光學知識結(jié)構(gòu)的研究式復習方法
1.復習準備。
時空安排 時間:20min左右;方式:學生操作、感悟、小組交流,師生展評。操作、思考、表述、傾聽、完善認知地圖等多樣性研究式復習方式,以適合于學生的個性需求。
情境設(shè)置 教師通過圖片、問題、器材、資料等積極營造復習情境。情境一:選展一張高清樣山水圖片,在適當位置就“樹陰間陽光的直線傳播”、“水面上陽光的波粼反射”、“葉梗下露珠的倒像折射”進行特寫。情境二:問題引領(lǐng),①點亮每個人心靈窗戶的陽光,以哪種方式來到你眼前?②若要正確認識、熟練表述、深刻理解光學知識的話,你會選擇哪些復習方法?情境三:老師為每個復習小組各準備了3份“實驗套裝”,①激光筆、蠟燭(附火柴)、光直線傳播及小孔成像實驗儀。②光反射及平面鏡成像實驗儀。③光折射及透鏡成像實驗儀等。情境四:人手2冊資料,《光學復習概要》(筆者編)和《物理復習指導》(市教研室編)。情境五:心理激發(fā),有了這些“武器”,你有出色完成光學復習的信心嗎?(有)
2.復習過程。
圖片連線 學生用伴學單上散列光的直線傳播、反射、折射圖例以及小孔成像、平面鏡反射成像、凸透鏡折射成像、顯微鏡、望遠鏡等原理圖,教師組織學生研究圖片信息,嘗試用鉛筆線把“有光學關(guān)系的圖”連接起來。
圖片配音 組織學生在小組內(nèi)開展“看圖說話”活動。
實驗點睛 伴學單要列實驗要求。大部分學生獨立思維并操作,少數(shù)學生有老師當面指導。實驗分三類:①利用激光再認光在物質(zhì)中沿直線傳播的實驗情形;利用蠟燭、板孔、刻度尺再探光準直原理和小孔成像規(guī)律。②利用激光、光反射實驗儀再認光的反射現(xiàn)象,再探光的反射定律,再悟角反射原理和(平行/垂直/互成夾角)時兩塊平面鏡的成像原理。③利用激光、光折射實驗儀再認光折射現(xiàn)象,再探光折射規(guī)律,再悟照相機、投影儀、放大鏡工作原理等。
要點備忘 每位學生在伴學單的空白處,個性化摘記重點概念、規(guī)律以及復習備忘點。
智慧共享 師生選擇性投影有特點的“備忘”,完成光學知識復習的思維碰撞和學力交融。
3.復習反思。
傳統(tǒng)指令性中考復習課堂,常態(tài)化出現(xiàn)教師主講學生主練模式。兼顧面窄,信息量少,到位程度也不夠。精細化設(shè)計,充要性準備,多方式活動,專家型引領(lǐng),是突破中考復習效能瓶頸的重要思路。在實驗、練習中操作,在閱讀、思辨中明理。
二、光學知識應(yīng)用的研究式復習方法
1.研究準備。
時空安排 時間:25min左右;方式:①觀察演示、圖片、動畫和視頻;②完成獨立解題的個別化復習任務(wù);③在集體品題的基礎(chǔ)上,強化對學習習慣、方法及光學知識的掌握。
情境設(shè)置 繼續(xù)關(guān)注圖、文、器、材在問題情境中的作用。情境一:伴學單呈現(xiàn)分層遞進式光學應(yīng)用類問題。情境二:心理激發(fā),說“磨刀不誤砍柴工”、還說“實踐是檢驗真理的唯一標準”,接下來我們比一比,看誰能“又好又快”解析示題?情境三:選用器材驗證一二,你的解題依據(jù)---即“知識根”在哪?情境四:整體感知教師用“樹枝散”方式展示的《光學》概念圖。
2.研究過程。
知識應(yīng)用題的設(shè)計需要關(guān)注多個維度,例如,①知識的回憶,包括光現(xiàn)象判斷、光傳播作圖、光成像規(guī)律應(yīng)用的選擇與填空等。②從定量解析遞進到對狀態(tài)變化規(guī)律的感悟。③根據(jù)實際要求對光線、像的位置、角度和大小進行設(shè)計。教師要對從網(wǎng)絡(luò)、書籍上摘到的問題進行二次加工。例如,平面鏡成像應(yīng)用題可以分①判斷是否是平面鏡成像現(xiàn)象。②用對稱法和反射法完成平面鏡成像作圖。③平面鏡成像問題中“物、像、鏡”的位置/大小計算。④物體分別做與鏡面平行/垂直/成45°夾角的勻速直線運動、拋體運動或圓周運動時,對像的位置/大小及運動形態(tài)變化的過程進行想象、直覺、分析、綜合等方面的思維。⑤對發(fā)廊鏡、果店鏡、走道鏡、小區(qū)水塘等方面的工程設(shè)計提出建議。
利用水霧、2000mw激光筆、裝有牛奶糖水的方形無色塑料瓶,可以同時演示光的直線傳播、光從空氣斜射入/垂直射入水中(或相反)、光在糖水中曲線傳播等實驗。用300mm長的大號紅燭、強光小手電(蒙有陰刻了黑體F字樣的黑紙)、帶孔塑板(每隔12cm鏤有圓形、角形、正方形等三種小孔)、140mm凸透鏡、200×200mm平面鏡等器材,教師在講臺前操作,可使物體通過小孔、平面鏡、凸透鏡所成的像遠投到教室的后墻上,場面震撼,效果明顯。教師的“大號”演示實驗,對學生感悟“小孔形狀不影響像性”、“平面鏡物像總對稱于鏡面”、“凸透鏡物近像遠像變大”等規(guī)律,很有幫助。而凸透鏡成像原理、海市蜃樓原理、早晨看太陽原理等還可以選用動畫或視頻來輔助學生復習。數(shù)字化手段的有機擇用,能充分展現(xiàn)出物理學的真、善、美。
3.復習反思。
初中光學中考復習時,如果只采用溫概念、講例題、練習題等方法,知識的“空降”、“空心”等低效問題不能解決。用多樣性方式進行研究式復習,可使目標多元富且具場景性,內(nèi)容分層且具挑戰(zhàn)性,個人獨立性和團隊協(xié)作性也能充分得到體現(xiàn),可謂一舉多得。
【作者簡介】