平面镜成像实验

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1．制定计划并设计实验

在设计实验方案。在学生小组交流的过程中主要解决以下问题：

（1）如何确定像的位置？把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支未点燃的蜡烛放在成像的位置，直到看上去与像完全重合，这个位置就是像的位置。

（2）怎样判断后面的蜡烛与像已经完全重合？在玻璃板的前面左右改变眼睛的位置，直到从不同位置看起来后面的蜡烛和像完全重合为止。（如果学生课前做好预习，这些问题学生能自己找到答案，并能设计出验证猜想1的实验方案）

（3）实验时，为什么要用玻璃板代替平面镜？教师指导学生亲自动手实验，分别去确定平面镜和玻璃板中像的位置。实验过程中学生会发现，看不到平面镜后面的蜡烛，无法知道它是否与像完全重合，所以不用平面镜。而使用玻璃板成像时，可以看到后面的蜡烛是否与像完全重合，所以使用玻璃板。通过此实验可潜移默化地向学生渗透“等效替代法”。

说明：实验分两大部分进行，第一部分探究猜想1，像与物到镜面的距离是否相等，第二部分探究猜想2，像是“近大远小”的，还是像与物体大小相等。 验证猜想1：像与物到镜面的距离是否相等。 2．进行实验，收集证据



图2

如图2，用一块较薄的玻璃板作为平面镜，点燃的蜡烛放在平面镜前，把另一支完全相同，没有点燃的蜡烛放在平面镜的另一侧，使之与像重合，观察物、像到镜面的距离关系和与物的大小关系，改变点燃蜡烛镜面的距离，重做几次试验，多次测量，把数据记录在表格里。 （1）学生实验时，教师巡视观察，提供帮助，找到学生实验小组中有代表性的操作，收集实验过程中的问题，为交流和评估环节做准备。 （2）引导学生要多次实验，寻找普遍规律。

（3）利用实物投影展示各学生小组的实验记录和数据，各小组派代表分析数据得出结论，即：像与物到镜面的距离相等。

（4）教师引导学生观察物像连线与玻璃板所在直线，这两条相交的直线有什么位置关系？学生很容易发现平面镜成像的又一特点：物、像的连线跟镜面垂直。 验证猜想2：像是“近大远小”的，还是像与物体大小相同。 学生可利用高度不同的蜡烛分组讨论、设计验证猜想2的实验方案，并进行小组间的方案交流。

学生方案1：把点燃的蜡烛放在离玻璃板远近不同的位置，观察像的大小（此方案教师要给予否定，利用人眼对同一架飞机在高空和跟前的不同视觉感受，说明仅凭眼睛观察来判断像与物的大小关系并不可靠）。

学生方案2：把一根中等高度的蜡烛放在离玻璃板较近的位置，拿另一根较高的蜡烛移到成像的位置处，观察它们能否完全重合，从而验证“近大”是否正确；同理去验证“远小”是否正确。

学生方案3：取两支完全相同的蜡烛，点燃其中一支蜡烛放在离玻璃板远近不同的位置，拿另一支蜡烛移到成像的位置，比较像与后面蜡烛的大小关系。 ……


3．分析论证

请两个小组分别将自己的实验数据报上来，通过投影向全班展示，分析蜡烛及蜡烛的像在位置上有什么关系？它们的大小有什么关系？ 引导学生分析：像和物的大小相等（纠正学生从日常经验中形成的“人远离平面镜的过程中，人在镜中的像逐渐变小”这一错误看法）；像和物到镜面的距离相等；像与物的连线与镜面垂直。

4．得出结论

平面镜成像特点：（1）像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等；（2）像与物体的大小相等；（3）像与物体的连线与平面镜垂直；（4）平面镜成的是虚像。

利用数学课中有关对称的知识，平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。

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