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初二物理|4个诀窍帮孩子搞定平面镜成像!

初二物理|4个诀窍帮孩子搞定平面镜成像!

你好,我是物理柯老师,985本科,香港科技大学硕士。

这里日常分享初中物理学习方法,文末会有精心准备的资料,希望我能帮助到您的孩子。

舞蹈教室里,孩子从镜前退后几步,说:“镜里的我变小了。”我问他:“是镜中的人真的缩小,还是离得远了,看着小?”

远处的人看着也会小,可人的实际身高没有因此改变。要判断镜里的像有没有变小,先得弄清它在什么地方,眼睛又是怎样看见它的。

一、找像的位置,看镜面前后的对称关系

平面镜中的像在镜后。物体上的一个点到镜面有多远,它的像点就位于镜后同样远的地方,这叫像距等于物距。这里两个距离都是到镜面的垂直距离,不是沿斜线随意量。

孩子站在镜前1m,像在镜后1m,人与像之间便是2m。人与像的距离,不是人到镜面的距离。若再朝镜子走近0.2m,人和像各靠近镜面0.2m,两者间距就缩短0.4m。

把这种等距关系用在画图上,就是对物体的关键点分别向镜面作垂线,在另一侧取等距离的像点,再连接起来。这样画出的物体与像关于镜面对称,每个点都有对应位置。

二、判断像的大小,不凭看起来远近来定

像的位置会随人移动,那么大小呢?平面镜成的像与物体大小相等。人在镜前前后移动,物距、像距都会改变,像的实际大小仍与人相等。离镜更远,不会把等大像变成缩小像。

那为什么看着小?人离镜中像的位置更远了,像在眼中张开的角度变小,感觉便小。这和同一个人走远后看着小相似,不等于他的身高变了。

孩子还可能拿一面小镜子问:“镜子这么小,里面的人还能一样大吗?”小镜子只能把身体某些部位的光反射到眼睛,我们便只看见一部分。少看见了一截身体,不是整个人的像被缩小了。

三、区分虚像和实像,看光是否真正到达像处

前面说像在镜后,可人并没有站到镜后,眼睛怎么会在那里看见人?从人身上反射的光,经镜面反射进入眼睛。眼睛沿直线判断来源,便觉得光来自镜后。把反射光线反向延长,延长线交会处就是像的位置。

实际反射光没有穿过镜子到那里会合,所以平面镜成的是虚像。看得见,不等于光屏能接到。把光屏放在镜后像的位置,不能承接出镜中人的清晰像。

小孔成像则有光线实际到达屏上,能被承接,是实像。两种像都可以看见,判断虚实要看成像光路,不能把“模糊”当虚像、“清楚”当实像。

四、用玻璃板找像,让实验现象支持结论

既然光屏接不到镜后的像,实验中怎样找到它的位置、比较它与物体的大小?可以用薄玻璃板代替不透明镜子:既看见前面蜡烛的像,又透过玻璃看见后面的蜡烛,借它来确定像的位置。

实验时把玻璃板竖直放好,前面放点燃的蜡烛,后面放一支完全相同但不点燃的蜡烛。移动后面的蜡烛,直到它与前面蜡烛的像看起来完全重合,就找到了像的位置。

选相同蜡烛,是为了比较物像大小:后面的蜡烛与像完全重合,就能用它的大小作比较。它不点燃,是为了避免把两边的火焰看混。蜡烛标出了像的位置,仍不是光屏接到了像。

换几个物体位置,再分别量垂直距离、比较重合情况,才能检查等距等大的关系是否仍成立。单次凑巧重合,还不足以把测量细节省掉。


让孩子做下这几道题(5道)

基础题

1. (2019·新疆维吾尔)下列光学仪器或日常用品中,能够成与物体大小相等的虚像的是( )

A.穿衣镜

B.老花镜

C.显微镜

D.望远镜

2. (2019·山东临沂)关于平面镜成像特点的探究实验,下列说法正确的是(  )

A. 光屏用来验证像的虚实

B. 玻璃板可以与纸面不垂直

C. 蜡烛离玻璃板越近像越大

D. 做多组数据可以减小实验误差

3. (2019·广西北部湾)小明同学站在穿衣镜前1m处,他在镜中的像到镜面的距离为________m,当他向穿衣镜靠近时,他在镜中的像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

中档题

4. 一支蜡烛距平面镜0.5m,沿垂直镜面的方向远离镜面0.2m。它的新像距是多少?蜡烛与像相距多少?像的实际大小怎样变化?

5. 探究平面镜成像时,用薄玻璃板代替镜子,后面放另一支完全相同、未点燃的蜡烛。为什么要用玻璃板?把光屏放到后面蜡烛的位置,能接到前面蜡烛的像吗?


答案与解析

第 1 题:答案 A。

解析:穿衣镜是平面镜,所成像与物体等大且为虚像。其他仪器不是按平面镜成像的规律工作。

第 2 题:答案 A。

解析:把光屏放到像的位置,观察是否能承接,用来判断虚实。玻璃板应与纸面垂直;靠近镜面不会改变像的实际大小;多组位置是为了检验规律的普遍性。

第 3 题:答案 1;不变。

解析:像到镜面距离等于物到镜面距离,故为1m。靠近镜面时,物距和像距同时减小,像与物仍等大。

第 4 题:答案 0.7m;1.4m;不变。

解析:物距变为0.7m,像距也为0.7m,两者间距是二者之和。蜡烛本身大小不变,平面镜像的大小也不变。

第 5 题:答案 便于同时看到前面蜡烛的像与后面的蜡烛,确定像的位置;不能。

解析:玻璃板既能反射形成像,又允许透过它看后面的参照蜡烛。后面蜡烛只是用来比较和定位,平面镜的虚像不能被光屏承接。


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今天分享结束,明天见!

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