Giáo án môn Vật lý 9 - Tiết 48: Bài tập về thấu kính hội tụ

Ngµy 16 th¸ng 2 n¨m 2013 TiÕt 48 : BÀI TẬP VỀ THẤU KÍNH HỘI TỤ I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức : - Nêu được các đặc điểm về ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ. - Dựng được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ bằng cách sử dụng các tia đặc biệt. 2. Kĩ năng : - Vận dụng được kiến thức đã học để giải một số bài tập về thấu kính hội tụ. 3.Thái độ: - Cẩn thận ,Tính chính xác , khoa học, thích bộ môn. II. CHUẨN BỊ: GV : GA lời giải một số bài tập về thấu kính Hội tụ HS : Lời giải các BT ở sách bài tập III. PHƯƠNG PHÁP: Thuyết trình, vấn đáp và gợi mở. IV. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG: 1. æn ®Þnh tæ chøc: (1’) 2. KiÓm tra bµi cò : 4’ HS1 : Nªu c¸ch nhËn biÕt thÊu kÝnh héi tô? Kí hiệu HS2 : KÓ tªn vµ biÓu diÔn trªn h×nh vÏ ®­êng truyÒn cña ba tia s¸ng ®i qua thÊu kÝnh héi tô mµ em ®· häc. HS3 : Vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính hội tụ: ngoài tiêu cự và trong tiêu cự 3. Bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt đụ̣ng 1: (5’) Giải Bài tọ̃p 1 GV thông báo nội dung bài toán : * Đặt một điểm sáng S trước một thấu kính hội tụ và nằm ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính. Hãy dựng ảnh S/ cuả S qua thấu kính và cho biết S/ là ảnh gì ? GV yêu cầu HS đọc kĩ nội dung bài toán GV gọi hs lên bảng thực hiện GV nhận xét cách vẽ hs Bài tập 1 S I O F/ F S’ Muốn dựng ảnh S/ của S qua thấu kình hội tụ ta tiến hành vẽ các tia như sau: -Vẽ tia tới SI song song với trục chính, cho tia ló qua tiêu điểm F/ -Vẽ tia tới qua quang tâm, tia này truyền thẳng. -Hai tia ló cắt nhau tại S/ . Khi đó S/ là ảnh ảo của S. ảnh này là ảnh thật. Hoạt đụ̣ng 2: (15’) Giải Bài tọ̃p 2 GV thông báo nội dung bài toán : BT: Đặt vật AB trước thấu kính hội tụ có trục chính là( ), các tiêu điểm là F, F/ . B A F O F/ a) Hãy trình bày cách dựng ảnh của vật AB và cho biết ảnh này là ảnh gì? b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao ảnh. Biết độ cao vật là 27 cm, khoảng cách từ vật đến thấu kính là 50cm và tiêu cự của thấu kính là 20cm GV: hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để làm bài tập Bài tập 2: a) Cách vẽ ảnh Vẽ tia tới BI song2  trục chính, cho tia ló qua F/. -Vẽ tia tia tới qua quang tâm O , cho tia ló đi thẳng. -Hai tia ló cắt nhau tại B/ (B/  là ảnh thật của B) - Dựng A/ B/ vuông góc với trục chính tại A/ (A/ Là ảnh thật của A). khi đó A/B/ là ảnh thật của AB B I O F’ A’ A F B’ b)Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. OA/B/ đồng dạng với OAB nên (1) F/A/B/ với F/OI nên (2) Từ (1) và(2) có (cm) Chiều cao của ảnh. Từ (1) (cm) Hoạt động 3 : (10’) Giải bài tập 3 GV thông báo đề bài: ( ) là trục chính của thấu kính hội tụ A/B/ là ảnh của vật sáng AB ( AB vuông góc với trục chính) a) A/B/ là ảnh thật hay ảnh ảo ? Tại sao? b) Hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F,F/ của thấu kính đó. c) Gỉa sử chiều cao h/ của ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật sáng. Hãy thiết lập công thức nêu mối liên hệ giữa d và f trong trường hợp này (gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, f là tiêu cự; f=OF) B/ B ( ) A/ A GV: Hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để làm bài tập. Gọi HS lên bảng làm từng phần bài tập Bài tập 3 a) A/B/ là ảnh ảo vì A/B/ cùng chiều và lớn hơn vật. B/ B I A/ F A O F/ b)Xác định quang tâm O, vị trí đặt thấu kính, tiêu điểm F của thấu kính. -Vẽ B/B cắt trục chính tại O , thì O là quang tâm . Vẽ thấu kính hội tụ vuông góc với trục chính và đI qua O . -Vẽ tia tới BI song song với trục chính . Nối B/I và kéo dài cắt trục chính tại tiêu điểm F/ . Tiêu điểm F lấy đối xứng qua quang tâm O c) Lập công thức liên hệ giữa d và f: OA/B/ đồng dạng với OAB nên (1) F/A/B/ đồng dạng với F/OI nên. (2) Từ (1) và (2) (3) Vì A/B/= 1,5AB thì từ (1) ta có : OA/ OA/=1,5.OA(4) Thế (4) vào (3) ta có f= 3.OA = 3.d (5) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: (5’) Giải Bài tập 1 GV th«ng b¸o néi dung bµi to¸n : * §Æt mét ®iÓm s¸ng S tr­íc mét thÊu kÝnh héi tô vµ n»m ngoµi kho¶ng tiªu cù cña thÊu kÝnh. H·y dùng ¶nh S/ cuả S qua thÊu kÝnh vµ cho biÕt S/ lµ ¶nh g× ? GV yªu cÇu HS ®äc kÜ néi dung bµi to¸n GV gọi hs lên bảng thực hiện GV nhận xét cách vẽ hs Bµi tËp 1 S I O F/ F S’ Muèn dùng ¶nh S/ cña S qua thÊu k×nh héi tô ta tiÕn hµnh vÏ c¸c tia nh­ sau: -VÏ tia tíi SI song song víi trôc chÝnh, cho tia ló qua tiªu ®iÓm F/ -VÏ tia tíi qua quang t©m, tia nµy truyÒn th¼ng. -Hai tia lã c¾t nhau t¹i S/ . Khi ®ã S/ lµ ¶nh ¶o cña S. ¶nh nµy lµ ¶nh thËt. Hoạt động 2: (15’) Giải Bài tập 2 GV th«ng b¸o néi dung bµi to¸n : BT: §Æt vËt AB tr­íc thÊu kÝnh héi tô cã trôc chÝnh lµ( ), c¸c tiªu ®iÓm lµ F, F/ . B A F O F/ a) H·y tr×nh bµy c¸ch dùng ¶nh cña vËt AB vµ cho biÕt ¶nh nµy lµ ¶nh g×? b) TÝnh kho¶ng c¸ch tõ ¶nh ®Õn thÊu kÝnh vµ chiÒu cao ¶nh. BiÕt ®é cao vËt lµ 27 cm, kho¶ng c¸ch tõ vËt ®Õn thÊu kÝnh lµ 50cm vµ tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ 20cm GV: h­íng dÉn HS vËn dông kiÕn thøc ®Ó lµm bµi tËp Bµi tËp 2: a) C¸ch vÏ ¶nh VÏ tia tíi BI song2  trôc chÝnh, cho tia lã qua F/. -VÏ tia tia tíi qua quang t©m O , cho tia lã ®i th¼ng. -Hai tia lã c¾t nhau t¹i B/ (B/  lµ ¶nh thËt cña B) - Dùng A/ B/ vu«ng gãc víi trôc chÝnh t¹i A/ (A/ Lµ ¶nh thËt cña A). khi ®ã A/B/ lµ ¶nh thËt cña AB B I O F’ A’ A F B’ b)Kho¶ng c¸ch tõ ¶nh ®Õn thÊu kÝnh. OA/B/ ®ång d¹ng víi OAB nªn (1) F/A/B/ víi F/OI nªn (2) Tõ (1) vµ(2) cã (cm) ChiÒu cao cña ¶nh. Tõ (1) (cm) Hoạt động 3 : (10’) Giải bài tập 3 GV th«ng b¸o ®Ò bµi: ( ) lµ trôc chÝnh cña thÊu kÝnh héi tô A/B/ lµ ¶nh cña vËt s¸ng AB ( AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh) a) A/B/ lµ ¶nh thËt hay ¶nh ¶o ? T¹i sao? b) H·y x¸c ®Þnh quang t©m O, tiªu ®iÓm F,F/ cña thÊu kÝnh ®ã. c) GØa sö chiÒu cao h/ cña ¶nh lín gÊp 1,5 lÇn chiÒu cao h cña vËt s¸ng. H·y thiÕt lËp c«ng thøc nªu mèi liªn hÖ gi÷a d vµ f trong tr­êng hîp nµy (gäi d lµ kho¶ng c¸ch tõ vËt ®Õn thÊu kÝnh, f lµ tiªu cù; f=OF) B/ B ( ) A/ A GV: H­íng dÉn HS vËn dông kiÕn thøc ®Ó lµm bµi tËp. Gäi HS lªn b¶ng lµm tõng phÇn bµi tËp Bµi tËp 3 a) A/B/ lµ ¶nh ¶o v× A/B/ cïng chiÒu vµ lín h¬n vËt. B/ B I A/ F A O F/ b)X¸c ®Þnh quang t©m O, vÞ trÝ ®Æt thÊu kÝnh, tiªu ®iÓm F cña thÊu kÝnh. -VÏ B/B c¾t trôc chÝnh t¹i O , th× O lµ quang t©m . VÏ thÊu kÝnh héi tô vu«ng gãc víi trôc chÝnh vµ ®I qua O . -VÏ tia tíi BI song song víi trôc chÝnh . Nèi B/I vµ kÐo dµi c¾t trôc chÝnh t¹i tiªu ®iÓm F/ . Tiªu ®iÓm F lÊy ®èi xøng qua quang t©m O c) LËp c«ng thøc liªn hÖ gi÷a d vµ f: OA/B/ ®ång d¹ng víi OAB nªn (1) F/A/B/ ®ång d¹ng víi F/OI nªn. (2) Tõ (1) vµ (2) (3) V× A/B/= 1,5AB th× tõ (1) ta cã : OA/ OA/=1,5.OA(4) ThÕ (4) vµo (3) ta cã f= 3.OA = 3.d (5)