平面鏡成像在日常生活中的應(yīng)用是中考的熱點.平面鏡成像的特點是鏡中的像與實際物體關(guān)于鏡面成軸對稱,平面鏡改變了原來物體的左右位置而不改變上下位置,也就是說鏡中的像與原來物體的左右位置互換.那么如果我們通過平面鏡來看鐘表,怎樣把在平面鏡中看到的時鐘指針指示的時間轉(zhuǎn)換為實際時間呢?對此問題許多同學(xué)感到有一定的困難.現(xiàn)將幾種解法歸納如下,供同學(xué)們學(xué)習(xí)時參考.
例1 下午在閱覽室讀書時,小新從書櫥上的玻璃中看到掛在墻壁上鐘表的畫面如圖1所示,那么這時的實際時間應(yīng)該是( ).
A.8:20 B.20:20
C.3:40 D.15:40
解析 本題我們可以根據(jù)平面鏡成像的特點,用“對稱法”作出時鐘指針的實際位置,就可讀出時間.因為平面鏡中所成的像與物上下不變,左右互換,我們以鏡中鐘面表示“12”與“6”的連線為對稱軸,分別畫出時針和分針的對稱圖,這時時針指在“3”和“4”之間,而分針則指在“8”的位置,如圖2所示,然后再按照正常讀取的方法就可以讀出3:40或15:40,但題目中已提示是下午,故這時該鐘表的實際時間應(yīng)是15:40.應(yīng)選D.
我們把上面這種方法稱為“對稱法”.除此之外,還有另外幾種方法:
方法一 反面觀察法
由平面鏡成像的特點可知,鏡中鐘面和實際鐘面是關(guān)于鏡面對稱的,鏡中鐘面與實際鐘面左右相反.因此,鏡中鐘面的反面則與實際鐘面相對應(yīng).如果我們把印有鐘面的紙張看作平面鏡,只要從紙的背面迎著光亮透視(從背面透視時,只要像翻書一樣反個面就行),我們就可以直接從看到的鐘面進行讀數(shù),即為實際鐘點數(shù).從本頁紙的背面觀察圖1可得如圖2的所示鐘面,這時該鐘的實際鐘點為15:40.
方法二 逆向讀數(shù)法
根據(jù)平面鏡成像規(guī)律和成像特點,鏡中鏡面與實際鏡面是相對于平面鏡鏡面對稱的,當(dāng)鏡面與鐘面靠近時,你會發(fā)現(xiàn)鏡中的鐘面與實際鐘面相比,像與物上下不顛倒,左右互換.即鏡中鐘面表示“12”和“6”的數(shù)字位置與實際鐘面表示“12”和“6”的數(shù)字的位置沒有改變,而鏡中鐘面表示“1”與“11”的數(shù)字位置和實際鐘面表示“1”和“11”數(shù)字位置正好相反.同理,鏡中鐘面表示“2”的數(shù)字位置和實際鐘面表示“10”數(shù)字位置、鏡中鐘面表示“3”的數(shù)字位置和實際鐘面表示“9”數(shù)字位置相反,以此類推,這樣鏡中鐘面的數(shù)字順序與實際鐘面的數(shù)字順序正好相反.鏡中時鐘的指針運轉(zhuǎn)方向與實際時鐘的指針運轉(zhuǎn)方向是相反的,實際時鐘的指針按順時針方向走動,而鏡中時鐘的指針按逆時針方向走動.所以,我們只要對著鏡中的時鐘按逆時針方向讀時鐘就可以了.如圖1,按逆時針方向讀實際時間為3:40,又因為是下午,用24時計時法即為15:40.
方法三 十二扣除法
由逆向讀數(shù)法可知,平面鏡中鐘面的指針是沿逆時針方向走動的,實際鐘面的指針是沿順時針方向走動的,因此當(dāng)指針固定在某一位置時,用逆時針方向讀出的時刻與順時針方向讀出的時刻相加應(yīng)該是鐘面的滿刻度鐘點數(shù)12.如圖1按順時針方向讀出8:20,按逆時針方向讀出3:40,而8:20與3:40鐘點數(shù)之和正好是12:00.因此可以認為鏡中時鐘是一個倒計的時鐘.這樣實際時刻的鐘點數(shù)就是滿刻度的鐘點數(shù)與鏡中鐘面鐘點數(shù)之差,所以本題實際時刻應(yīng)為12:00-8:20=3:40.結(jié)合題意,本題答案應(yīng)是15:40.
方法四 再次成像法
由平面鏡成像的特點可知,鏡中鐘面和實際鐘面是關(guān)于鏡面對稱的,鏡中鐘面與實際鐘面左右相反.如果將鏡中鐘面再一次在平面鏡成像,那么第二次成的像與第一次成的像又左右相反,這樣第二次成的像就與實際鏡面相同,此時直接觀察第二次所成的像,且按正常讀數(shù)法就可以讀出實際時刻.本題只要手持紙面,使紙面上的像再次在平面鏡中成像,則此時鏡中的像所示時刻即為實際時刻.
例2 小明從平面鏡里看到鏡子對面電子時鐘示數(shù)的像如圖3所示,這時的實際時刻應(yīng)是( ).
A.20:51 B.15:02
C.02:15 D.12:05
解析 例1是有關(guān)圓形鐘面的問題,而本題是有關(guān)電子方型鐘面的問題.此題的解答過程不能千篇一律地按照有關(guān)圓形鐘面的問題思路去進行,否則會錯誤百出.如:現(xiàn)在的時間是20:51,若是用“十二扣除法”則得到“-8∶51”的笑話.事實上,我們可以根據(jù)“對稱法”求解,因為液晶屏顯示器的數(shù)字“2”和“5”是左右對稱的,不難得到該電子鐘的時間為12∶05.我們還可以使用“反面觀察法”“再次成像法”得到同樣的結(jié)果.在學(xué)習(xí)生活中,會遇到相似的問題,我們要學(xué)會善于歸納、善于比較.
學(xué)以致用,試一試用上面的方法解出以下問題:
練習(xí) 如圖4所示,是某同學(xué)在平面鏡中看到的一個圓形鐘面和一個電子方型鐘面的像,此時的實際時間分別為
和 .