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导入:观察下面几张照片,你能否将这些光现象进行分类?说一说你分类的理由(提示:从原理、影像区别等角度分析)。
(导入图)

任务 1 再探影子的形成
实验:(器材:铅笔、直尺、泡沫板等)
如图甲所示,在水平泡沫板上竖直固定一支铅笔,并将其放在太阳光下。在 11:00—14:00,每过 15 min 在铅笔影子的顶端做一个记号,并在记号旁标注时刻。
1. 用平滑的曲线连接各个记号。

2. 用刻度尺测出最短的影长。
问题 1:影子的长度随时间如何变化?
问题 2:怎样利用以上数据确定本地的正北方向?
练习 1:(1)如图乙所示,小明从路灯下跑过,请通过作图分析判断其影长的变化。
(2)在某一时刻,阳光下竖直竿的影子如图丙所示,请画出人影子的示意图。

思考:光照到物体上形成影子,为什么能够说明光是沿直线传播的?上述练习中,光源有什么不同?
结论:影子的长度与
任务 2 探究小孔成像
实验:(器材:光具座、F 光源、带小孔的不透明塑料板、光屏等)
1. 熟悉所提供的器材,并组装。
2. 保持 F 光源与小孔的距离不变,依次改变光屏的位置,观察光屏上的像,在下表中记录数据;保持小孔与光屏的距离不变,依次改变 F 光源的位置,观察光屏上的像,在下表中记录数据。
|实验序号|F 光源与小孔的距离/cm|小孔与光屏的距离/cm|成像的性质|
| | | |正立/倒立|放大/缩小|虚像/实像|
|1|10| | | | |
|2|10| | | | |
|3|10| | | | |
|4|10| | | | |
|5| |10| | | |
|6| |10| | | |
|7| |10| | | |
|8| |10| | | |

思考:通过对实验结果的分析,你发现了什么样的规律?
结论:当物体与小孔的距离
当物体与小孔的距离
当物体与小孔的距离
3. 保持 F 光源、小孔和光屏的位置不变,改变小孔的形状和大小,观察光屏上的像。
结论:小孔成像时,像的形状与
练习 2:请在如图所示的虚线上找出成等大的像时小孔的大致位置,并画出成像原理图。

任务 3 再探平面镜成像的特点及其原理
情景:如图甲所示是某同学的写生作品。请你仔细观察,并指出图中有什么科学性错误。

实验 1:(器材:茶色玻璃板、白纸、直尺等)
(1)如图乙所示,组装器材,茶色玻璃板与白纸所在平面垂直。
(2)在玻璃前面的白纸上用签字笔点上三个不共线的黑点,并分别记为 A、B、C,观察玻璃板后三个点的像;将签字笔放在玻璃板后面,改变笔尖的位置使笔尖分别与 A、B、C 三个点的像重合,在三个点的像的位置点上黑点,并分别记为 A'、B'、C'。
思考:利用上述实验如何探究平面镜成像中像与物的大小关系?
问题:如图丙、丁所示分别是人眼观察真实物体和平面镜成像的光路图。

1. 人眼看到平面镜所成的像,什么光线进入人眼?
2. 当人眼看到平面镜所成的像时,像、入射点和人眼的位置有什么关系?
实验 2:(器材:平面镜、白纸、木板、直尺、大头针等)
(1)如图戊所示,在白纸上画一条横线 MN,把白纸固定在木板上,将平面镜沿直线 MN 竖立在纸面上。
(2)在镜前①处插一枚大头针作物体;取两枚大头针插在平面镜前任意位置,标记为②和④;再分别取两枚大头针,通过观察,使大头针③遮挡住大头针①的像和大头针②,大头针⑤遮挡住大头针①的像和大头针④。在白纸上记录下大头针的位置。

思考:如何在图中确定像的位置?
练习 3:请根据平面镜成像的特点在图己中画出健身爱好者看到平面镜中自己膝盖上 A 点的光路图。

(导入图)
任务 1 再探影子的形成
实验:(器材:铅笔、直尺、泡沫板等)
如图甲所示,在水平泡沫板上竖直固定一支铅笔,并将其放在太阳光下。在 11:00—14:00,每过 15 min 在铅笔影子的顶端做一个记号,并在记号旁标注时刻。
1. 用平滑的曲线连接各个记号。
2. 用刻度尺测出最短的影长。
问题 1:影子的长度随时间如何变化?
影子的长度随时间先变短后变长。因为在11:00 - 14:00这个时间段,太阳高度角先增大后减小,根据光沿直线传播,物体高度不变时,太阳高度角越大,影子越短 。
问题 2:怎样利用以上数据确定本地的正北方向?
最短影长对应的时刻是当地正午,此时太阳在正南方向,影子在正北方向。所以连接铅笔底部与最短影子顶端的直线,该直线指向正北方向。
练习 1:(1)如图乙所示,小明从路灯下跑过,请通过作图分析判断其影长的变化。
(2)在某一时刻,阳光下竖直竿的影子如图丙所示,请画出人影子的示意图。
思考:光照到物体上形成影子,为什么能够说明光是沿直线传播的?上述练习中,光源有什么不同?
结论:影子的长度与
物体高度
和光源照射角度(太阳高度角)
有关。任务 2 探究小孔成像
实验:(器材:光具座、F 光源、带小孔的不透明塑料板、光屏等)
1. 熟悉所提供的器材,并组装。
2. 保持 F 光源与小孔的距离不变,依次改变光屏的位置,观察光屏上的像,在下表中记录数据;保持小孔与光屏的距离不变,依次改变 F 光源的位置,观察光屏上的像,在下表中记录数据。
|实验序号|F 光源与小孔的距离/cm|小孔与光屏的距离/cm|成像的性质|
| | | |正立/倒立|放大/缩小|虚像/实像|
|1|10| | | | |
|2|10| | | | |
|3|10| | | | |
|4|10| | | | |
|5| |10| | | |
|6| |10| | | |
|7| |10| | | |
|8| |10| | | |
思考:通过对实验结果的分析,你发现了什么样的规律?
结论:当物体与小孔的距离
大于
小孔与光屏的距离时,成倒立
、缩小
的实
像;当物体与小孔的距离
小于
小孔与光屏的距离时,成倒立
、放大
的实
像;当物体与小孔的距离
等于
小孔与光屏的距离时,成倒立
、等大
的实
像。3. 保持 F 光源、小孔和光屏的位置不变,改变小孔的形状和大小,观察光屏上的像。
结论:小孔成像时,像的形状与
物体形状
有关,像的亮度与小孔大小(或光源亮度等合理因素)
有关。练习 2:请在如图所示的虚线上找出成等大的像时小孔的大致位置,并画出成像原理图。
任务 3 再探平面镜成像的特点及其原理
情景:如图甲所示是某同学的写生作品。请你仔细观察,并指出图中有什么科学性错误。
图中桥的倒影与桥本身关于水面不对称(或不符合平面镜成像特点等合理表述)。
实验 1:(器材:茶色玻璃板、白纸、直尺等)
(1)如图乙所示,组装器材,茶色玻璃板与白纸所在平面垂直。
(2)在玻璃前面的白纸上用签字笔点上三个不共线的黑点,并分别记为 A、B、C,观察玻璃板后三个点的像;将签字笔放在玻璃板后面,改变笔尖的位置使笔尖分别与 A、B、C 三个点的像重合,在三个点的像的位置点上黑点,并分别记为 A'、B'、C'。
思考:利用上述实验如何探究平面镜成像中像与物的大小关系?
比较A与A'、B与B'、C与C' 到玻璃板的距离,以及测量A与A'、B与B'、C与C' 之间的连线是否与玻璃板垂直,若距离相等且连线垂直玻璃板,则可探究像与物的大小关系(通过全等三角形等原理说明像与物大小相等)。
问题:如图丙、丁所示分别是人眼观察真实物体和平面镜成像的光路图。
1. 人眼看到平面镜所成的像,什么光线进入人眼?
反射光线
2. 当人眼看到平面镜所成的像时,像、入射点和人眼的位置有什么关系?
在同一条直线上
实验 2:(器材:平面镜、白纸、木板、直尺、大头针等)
(1)如图戊所示,在白纸上画一条横线 MN,把白纸固定在木板上,将平面镜沿直线 MN 竖立在纸面上。
(2)在镜前①处插一枚大头针作物体;取两枚大头针插在平面镜前任意位置,标记为②和④;再分别取两枚大头针,通过观察,使大头针③遮挡住大头针①的像和大头针②,大头针⑤遮挡住大头针①的像和大头针④。在白纸上记录下大头针的位置。
思考:如何在图中确定像的位置?
连接②③和④⑤并延长,两线交点即为像的位置。因为③遮挡住①的像和②,说明①的像在②③连线上;同理①的像在④⑤连线上,交点就是像的位置。
练习 3:请根据平面镜成像的特点在图己中画出健身爱好者看到平面镜中自己膝盖上 A 点的光路图。
答案:
任务1
- **问题1**:
影子的长度随时间先变短后变长。因为在$11:00 - 14:00$这个时间段,太阳高度角先增大后减小,根据光沿直线传播,物体高度不变时,太阳高度角越大,影子越短 。
- **问题2**:
最短影长对应的时刻是当地正午,此时太阳在正南方向,影子在正北方向。所以连接铅笔底部与最短影子顶端的直线,该直线指向正北方向。
- **结论**:影子的长度与**物体高度**和**光源照射角度(太阳高度角)**有关。
任务2
- **结论**:
当物体与小孔的距离**大于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**缩小**的**实**像;
当物体与小孔的距离**小于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**放大**的**实**像;
当物体与小孔的距离**等于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**等大**的**实**像。
- **结论**:小孔成像时,像的形状与**物体形状**有关,像的亮度与**小孔大小(或光源亮度等合理因素)**有关。
任务3
- **情景科学性错误**:
图中桥的倒影与桥本身关于水面不对称(或不符合平面镜成像特点等合理表述)。
- **实验1思考**:
比较$A$与$A'$、$B$与$B'$、$C$与$C'$ 到玻璃板的距离,以及测量$A$与$A'$、$B$与$B'$、$C$与$C'$ 之间的连线是否与玻璃板垂直,若距离相等且连线垂直玻璃板,则可探究像与物的大小关系(通过全等三角形等原理说明像与物大小相等)。
- **问题1**:
人眼看到平面镜所成的像,是**反射光线**进入人眼。
- **问题2**:
当人眼看到平面镜所成的像时,像、入射点和人眼的位置**在同一条直线上**。
- **实验2思考**:
连接$②③$和$④⑤$并延长,两线交点即为像的位置。因为$③$遮挡住$①$的像和$②$,说明$①$的像在$②③$连线上;同理$①$的像在$④⑤$连线上,交点就是像的位置。
- **问题1**:
影子的长度随时间先变短后变长。因为在$11:00 - 14:00$这个时间段,太阳高度角先增大后减小,根据光沿直线传播,物体高度不变时,太阳高度角越大,影子越短 。
- **问题2**:
最短影长对应的时刻是当地正午,此时太阳在正南方向,影子在正北方向。所以连接铅笔底部与最短影子顶端的直线,该直线指向正北方向。
- **结论**:影子的长度与**物体高度**和**光源照射角度(太阳高度角)**有关。
任务2
- **结论**:
当物体与小孔的距离**大于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**缩小**的**实**像;
当物体与小孔的距离**小于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**放大**的**实**像;
当物体与小孔的距离**等于**小孔与光屏的距离时,成**倒立**、**等大**的**实**像。
- **结论**:小孔成像时,像的形状与**物体形状**有关,像的亮度与**小孔大小(或光源亮度等合理因素)**有关。
任务3
- **情景科学性错误**:
图中桥的倒影与桥本身关于水面不对称(或不符合平面镜成像特点等合理表述)。
- **实验1思考**:
比较$A$与$A'$、$B$与$B'$、$C$与$C'$ 到玻璃板的距离,以及测量$A$与$A'$、$B$与$B'$、$C$与$C'$ 之间的连线是否与玻璃板垂直,若距离相等且连线垂直玻璃板,则可探究像与物的大小关系(通过全等三角形等原理说明像与物大小相等)。
- **问题1**:
人眼看到平面镜所成的像,是**反射光线**进入人眼。
- **问题2**:
当人眼看到平面镜所成的像时,像、入射点和人眼的位置**在同一条直线上**。
- **实验2思考**:
连接$②③$和$④⑤$并延长,两线交点即为像的位置。因为$③$遮挡住$①$的像和$②$,说明$①$的像在$②③$连线上;同理$①$的像在$④⑤$连线上,交点就是像的位置。
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