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探究平面镜成像特点是教学中的重点,常规实验中,一般都是让学生按照课本中的实验步骤进行验证,学生往往不理解为什么用玻璃板替代平面镜,不知道如何找到像的位置?显然,验证实验不符合学生的认知规律,不理解实验的设计过程及原理.本文中,笔者巧设三个“等效替代”方法,使探究目标清晰明确,难度层层分解,轻松突破难点,使学生亲身参与到实验的设计过程中,真正掌握平面镜成像特点.
在探究平面镜成像特点时,首先通过活动,照镜子观察物体和像有什么关系?把猜想归类并提出两个研究问题:一是物和像的大小关系;二是物和像的位置关系,这样使研究的问题更明确具体.
1 比较物和像的大小
比较物体和像的大小时,首先寻找比较两物体大小的方法.例如,比较两个手掌的大小,会怎么办?学生自然会把两手合在一起进行比较,同时指出比较物体大小,最好的方法的方法是把两物体放在一起直接进行比较.
按照这个方法,让学生尝试比较铅笔(物体)和像的大小,学生会把铅笔贴在镜面前,这时看到物和像是相等的.教师提醒:“铅笔贴在镜面前和像相等,这只是一个特例,铅笔在镜前任一位置时都相等吗”?不一定,尝试把物和像直接放在一起进行比较.当把铅笔放到镜后与像比较大小时,遇到了困难.
困难1 当把铅笔放在镜后的时候,像就没了.
策略1 用“替身”替代物体与像比较大小.
看来不能移动物体,物体不能动,能否找个“替身”替代前面的铅笔到镜后与像进行比较大小呢? (如图1所示).强调替身和物体[TP5CW24.TIF,Y#]应该完全一样,才能替代.下面借助一支相同的铅笔,让“替身”到镜后与像比较大小.
困难2 把“替身”放在镜后与像比较大小时,看不到“替身”.
把替身放在镜后不能与像比较大小,只能看到像,不能看到镜后的物体(如图2所示).为什么看不到镜后的物体呢?学生很容易想到是镜子不透明的原因.
策略2 用透明的玻璃板“替代”平面镜进行实验.
既想看到镜后的像又想看到镜后的物体,该怎么办?学生自然想到把平面镜换成玻璃板再进行实验(如图3所示).物和像的大小有什么关系?你是如何判断的?生:镜后的铅笔和像重合了.师:重合代表什么?生:二者相等.这样就解决了物像的大小问题.
2 比较物和像的位置关系
困难3 像的位置如何确定.
能看到镜后的像,却在镜后却找不到它,如何找到像呢?只有找到像的位置,才能比较物和像的位置关系.
策略3 用镜后物体的位置“替代”像的位置.
刚才比较物和像的大小时,可以看到镜后的物体与像重合,其实重合除了相等外,还有另外一层意思,镜后物体的位置就是像的位置.我们可用镜后物体的位置“替代”像的位置,像的位置就能确定了.我们用“等效替代”法解决了物和像位置关系,用刻度尺量出它们到镜面的距离就是物距和像距.
找到像的位置先比较它们的大小,然后,把铅笔轻轻向下一按,白纸上就会留下记号(器材创新[TP5CW26.TIF,Y#]如图4),即像的位置.为了增加实验结论的普遍性,要改变铅笔到玻璃板的距离,多测几组数据.把每一次的物和像与玻璃板的位置做好标记画在白纸上,用刻度尺量出它们到玻璃板的距离,填在表格中.
备注:实验器材创新,带底座的铅笔(如图4:橡皮塞和笔尖底部像屏)、镀膜玻璃(增加像的亮度)、平面镜、刻度尺、白纸等器材.
在探究平面镜成像特点时,首先通过活动,照镜子观察物体和像有什么关系?把猜想归类并提出两个研究问题:一是物和像的大小关系;二是物和像的位置关系,这样使研究的问题更明确具体.
1 比较物和像的大小
比较物体和像的大小时,首先寻找比较两物体大小的方法.例如,比较两个手掌的大小,会怎么办?学生自然会把两手合在一起进行比较,同时指出比较物体大小,最好的方法的方法是把两物体放在一起直接进行比较.
按照这个方法,让学生尝试比较铅笔(物体)和像的大小,学生会把铅笔贴在镜面前,这时看到物和像是相等的.教师提醒:“铅笔贴在镜面前和像相等,这只是一个特例,铅笔在镜前任一位置时都相等吗”?不一定,尝试把物和像直接放在一起进行比较.当把铅笔放到镜后与像比较大小时,遇到了困难.
困难1 当把铅笔放在镜后的时候,像就没了.
策略1 用“替身”替代物体与像比较大小.
看来不能移动物体,物体不能动,能否找个“替身”替代前面的铅笔到镜后与像进行比较大小呢? (如图1所示).强调替身和物体[TP5CW24.TIF,Y#]应该完全一样,才能替代.下面借助一支相同的铅笔,让“替身”到镜后与像比较大小.
困难2 把“替身”放在镜后与像比较大小时,看不到“替身”.
把替身放在镜后不能与像比较大小,只能看到像,不能看到镜后的物体(如图2所示).为什么看不到镜后的物体呢?学生很容易想到是镜子不透明的原因.
策略2 用透明的玻璃板“替代”平面镜进行实验.
既想看到镜后的像又想看到镜后的物体,该怎么办?学生自然想到把平面镜换成玻璃板再进行实验(如图3所示).物和像的大小有什么关系?你是如何判断的?生:镜后的铅笔和像重合了.师:重合代表什么?生:二者相等.这样就解决了物像的大小问题.
2 比较物和像的位置关系
困难3 像的位置如何确定.
能看到镜后的像,却在镜后却找不到它,如何找到像呢?只有找到像的位置,才能比较物和像的位置关系.
策略3 用镜后物体的位置“替代”像的位置.
刚才比较物和像的大小时,可以看到镜后的物体与像重合,其实重合除了相等外,还有另外一层意思,镜后物体的位置就是像的位置.我们可用镜后物体的位置“替代”像的位置,像的位置就能确定了.我们用“等效替代”法解决了物和像位置关系,用刻度尺量出它们到镜面的距离就是物距和像距.
找到像的位置先比较它们的大小,然后,把铅笔轻轻向下一按,白纸上就会留下记号(器材创新[TP5CW26.TIF,Y#]如图4),即像的位置.为了增加实验结论的普遍性,要改变铅笔到玻璃板的距离,多测几组数据.把每一次的物和像与玻璃板的位置做好标记画在白纸上,用刻度尺量出它们到玻璃板的距离,填在表格中.
备注:实验器材创新,带底座的铅笔(如图4:橡皮塞和笔尖底部像屏)、镀膜玻璃(增加像的亮度)、平面镜、刻度尺、白纸等器材.