Phương pháp giải:
Sử dụng tính chất tam giác đồng dạng
Vận tốc: \(v = \dfrac{s}{t}\)
Giải chi tiết:
a) Nhận xét: thấu kính cho ảnh cùng chiều, lớn hơn vật → thấu kính hội tụ cho ảnh ảo
Ta có hình vẽ:
Xét \(\Delta OAB \sim \Delta OA'B'\) có:
\(\dfrac{{OA}}{{OA'}} = \dfrac{{AB}}{{A'B'}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow OA' = 3OA\)
Lại có: \(AA' = 20cm\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow OA' - OA = 20\left( {cm} \right)\\ \Rightarrow 3OA - OA = 20 \Rightarrow OA = 10\left( {cm} \right)\\ \Rightarrow OA' = 3OA = 30\left( {cm} \right)\end{array}\)
Xét \(\Delta FOI \sim \Delta FA'B'\) có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{OF}}{{A'F}} = \dfrac{{OI}}{{A'B'}} \Rightarrow \dfrac{{OF}}{{OF + OA'}} = \dfrac{{AB}}{{A'B'}} = \dfrac{1}{3}\\ \Rightarrow \dfrac{{OF}}{{OF + 30}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow 3OF = OF + 30 \Rightarrow OF = 15\left( {cm} \right)\end{array}\)
b) Giả sử sau thời gian t, quang tâm dịch chuyển xuống đến vị trí \({O_1}\), ảnh B’ dịch chuyển đến \({B_1}'\), ta có hình vẽ:
Nhận xét: khi dịch chuyển thấu kính xuống dưới, khoảng cách từ quang tâm tới hình chiếu của AB xuống trục chính không thay đổi → khoảng cách từ quang tâm tới hình chiếu của ảnh xuống trục chính không thay đổi
Từ hệ quả \(\Delta OAB \sim \Delta OA'B'\), ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{OA}}{{OA'}} = \dfrac{{OB}}{{OB'}} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow OB' = 3OB\\ \Rightarrow OB + BB' = 3OB \Rightarrow BB' = 2OB\end{array}\)
Xét \(\Delta BO{O_1} \sim BB'{B_1}'\) có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{O{O_1}}}{{B'{B_1}'}} = \dfrac{{OB}}{{BB'}} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow B'{B_1}' = 2O{O_1}\\ \Rightarrow {v_{B'}}.t = 2v.t \Rightarrow {v_{B'}} = 2v = 20\left( {cm/s} \right)\end{array}\)