题文

我校将举办一次“物理体育比赛”，运动员在竞赛之后要说明自己运用了那些物理知识。比赛的其中一个项目如下：从A点起跑，到MN线上报起一个实心球，然后跑到B点，要求跑过的距离最短。 （1）如果是你参加这项比赛，请你在图中画出跑动的路线，用箭头标出跑动方向。 （2）并说明你运用的物理知识：________________________________________。

题型：探究题  难度：偏难

答案

（1）

（2）平面镜成像原理。

据专家权威分析，试题“我校将举办一次“物理体育比赛”，运动员在竞赛之后要说明自己运用..”主要考查你对  平面镜成像的相关作图，平面镜成像的特点和原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

平面镜成像的相关作图平面镜成像的特点和原因

考点名称：平面镜成像的相关作图

• 平面镜成像作图依据原理：
  1.光的反射定律：（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面上；（2）反射光线和入射光线分居在法线的两侧；（3）反射角等于入射角。
  2.平面镜成像的特点：（1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；（2）像与物体的大小相等；（3）像与物体的连线与镜面垂直；（4）像与物左右相反；（5）成虚像。
  
  作图规范化要求：
  1.平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线。
  2.实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向。实物用实线表示。
  3.虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。
  4.为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母。
  5.要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。

• 平面镜成像作图的方法通常有两种：
  一种是根据平面镜的成像特点------“物体在平面镜中成的像与物体之间相对于镜面总是对称的”作图，我们称这种作图方法为对称法；
  另一种方法是根据光的反射定律--即根据光的传播路线作图，我们称这种作图方法为光路图法。
  例1：一发光点发出的光经过平面镜反射后如图1所示，请作图找出发光点的位置。
  
  方法一：对称法
  ①将两条反射光线向镜后反向延长（注意：镜后的反向延长线必须用虚线），使之交于S＇点；
  ②由S＇点向镜面作垂线，使之与镜面交于O点，再由O点向镜前延长到S点，使SO=S＇O（注意：发光点与虚像点之间的连线必须用虚线），则S点即为发光点的位置（如答图1所示）。
  
  方法二：光路图法
  ①分别由两条反射光线与镜面的交点处向镜面作垂线（即法线）。
  ②根据光的反射定律中“反射角等于入射角”作出两条反射光线的入射光线相交得到的点即为发光点（如答图2所示）。
  注意：法线必须用虚线，入射光线必须标出传播方向。
  
  例2：根据平面镜成像特点，画出图2中物体AB在平面镜中所成的像．
  
  分析：本题要求根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜中所成的像，在这种情况下，我们只能根据平面镜成像特点用对称法作出物体在平面镜中成的像。若题目没有特别要求根据哪种原理作图，我们也可以用上述两种方法中的任意一种方法作出物体在平面镜中成的像。
  方法一：对称法
  ①在物体AB上确定两个（或多个）能描述物体形状的点AB（或多个点）。
  ②分别由AB两点（或多个点）向镜面作垂线，并延长至镜后A＇B＇（或多个点），使镜后各对应点到镜面的距离与镜前各点到镜面的距离相等。
  ③用虚线连接镜后各对称点即可得到物体在平面镜中成的像（如答图3所示）。
  注意：物点和像点之间的连线必须用虚线，物体在平面镜中成的像必须用虚线。若物体有方向，则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。
  方法二：光路图法
  ①在物体AB上确定两个（或多个）能描述物体形状的点AB（或多个点）。
  ②分别由AB两点向镜面作两条入射光线，然后根据光的反射定律作出每条入射光线的反射光线。
  ③分别将作出的每条反射光线向镜后反向延长并交出A＇B＇两点（或多个点），用虚线连接A＇B＇即可得到物体AB在平面镜中成的虚像。（如答图4所示）。
  注意：法线、镜后反射光线的反向延长线及物体成的像都必须用虚线。若物体有方向，则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。
  

考点名称：平面镜成像的特点和原因

• 平面镜成像的特点：
  ①像和物体大小相等
  ②像和物体到镜面的距离相等
  ③像和物体的连线跟镜面垂直
  ④物体在平面镜中所成的像是虚像
  以上可以缩句为：“物像等大、连线垂直、等距虚像”。
  
  平面镜成像的原理：
     平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示。点光源s在镜后的像s’并不是实际光线会聚形成的，而是由反射光线的反向延长线相交形成的，所以s’叫做s的虚像。如果把光屏放在s’处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在屏上
  
  解释：
        照镜子就是这样的原理。可以说，只要利用到平面镜，就一定是反射。 平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的，所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大，距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。　根据平面镜成像的特点，像和物的大小，总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化，它在平面镜中所成的像的大小始终不变，与物体的大小总一样。但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉，当人走向平面镜时，视觉确实觉得像在“变大”，这是由于人眼观察到的物体的大小，不仅仅与物体的真实大小关于，而且还与“视角”密切相关。从人眼向被观察物体的两端各引一条直线，这两条直线的夹角即为“视角”，如果视角大，人就会认为物体大，视角小，人就会认为物体小。当人向平面镜走近时，像与人的距离小了，人观察物体的视角也就增大了，因此所看到的像也就感觉变大了，但实际上像与人的大小始终是相等的，这就是人眼看物体“近大远小”的原因。这正如您看到前方远处向您走来一个人一样，一开始看到是一个小黑影，慢慢变得越来越大，走到您面前时更大，其实那一个小黑影和走到您面前的人是一样大的，只是因为视觉的关系，平面镜成像的像和物关于镜面对称，因此人逐渐靠近镜面。像也一定逐渐靠近镜面，人的感觉是“近大远小”，这是一种视觉效果。