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(共20张PPT)
沪科版物理8年级全一册精做课件授课教师：.班级：8年级（）班.时间：.4.实践探究森林火情缘由第四章神奇的透镜实践探究：森林火情缘由在日常生活与新闻报道中，我们时常会听闻森林火灾的发生，除了人为明火、雷击、线路故障等常见原因外，很多无人为干预的突发性森林火情，往往与物理光学现象密切相关。本次实践探究结合八年级凸透镜成像及聚光原理，探究自然状态下森林隐秘火情的诱发原因，厘清光学原理与森林起火的关联。通过本学期透镜知识的学习可知，凸透镜对太阳光具有会聚作用，能够将平行的太阳光汇聚到焦点位置，使焦点处的温度急剧升高，达到可燃物的着火点，进而引燃物体。这一原理也是自然状态下森林自燃火情的核心诱因。在森林环境中，存在大量可以等效为凸透镜的天然或外来物体，这是引发火情的关键条件。首先，森林中常见的积水枯枝、透明树脂、带水珠的树叶，都具备凸透镜的结构特点。雨后初晴时，树叶表面留存的圆形水珠，中间厚、边缘薄，完全符合凸透镜的外形特征。太阳光属于平行光，照射在水珠上时，光线会被水珠会聚，在树叶下方或枯枝落叶层形成一个极小的高亮焦点。太阳光的能量被集中在焦点处，短时间内可让局部温度飙升，而森林中的枯叶、干草、枯枝腐木都属于易燃可燃物，着火点极低，极易被高温焦点引燃，引发小规模明火，进而蔓延成森林火灾。其次，游客遗留的透明塑料瓶、玻璃瓶，也是森林火情的重大隐患。空置或装有少量雨水的透明塑料瓶，整体呈中间厚、边缘薄的透镜形态，在阳光直射下同样会会聚光线。相较于水珠，塑料瓶的透光面积更大，聚光效果更强，产生的温度更高，引燃枯枝落叶的速度更快。这类人为遗留的透镜类物件，是野外森林突发性火情的主要人为隐性诱因。同时，结合光学规律可总结火情发生的条件：一是充足的平行太阳光，晴天正午光照最强、聚光效果最好，是此类火情的高发时段；二是存在凸透镜类透光聚光物体；三是周边有干燥易燃的植被杂物，三者结合就极易引发火灾。而阴天、无阳光直射时，光线分散，无法形成高温焦点，基本不会发生此类光学自燃火情。通过本次探究可以得出结论：很多无明火的森林自然火情，本质是凸透镜聚光生热的物理现象导致。天然水珠、树脂和人为遗留的透明器物，利用凸透镜会聚光线的原理聚集太阳能，产生高温引燃可燃物，诱发森林火灾。因此，森林防火不仅要禁止明火，更要注重细节防护。进入林区不遗留透明垃圾，雨后及时清理林间堆积的干枯杂物，能够有效规避光学聚光引发的火情，守护森林生态安全。活动方案
任务一 了解物体燃烧的条件
问题1 物体燃烧的条件有哪些？
问题2 森林中有哪些易燃物？这些易燃物在哪些情况下易燃？
可燃物：森林中有能够燃烧的有机物质，被称为可燃物，如乔木、灌木、杂草、苔藓、地衣、枯枝落叶等。森林中可燃物的燃点温度各异，一般干枯杂草的燃点为150~200℃，木材的燃点为200~300 ℃。
问题3 什么条件下森林容易出现火情？
引发森林火灾的原因：
①自然因素：如雷击火、火山爆发、陨石坠落和泥炭自燃等。
②人为因素：人为点火或不经意地遗留火星等引起的火灾。
1.探究装水的矿泉水瓶在太阳下的聚焦情况
（1）实验设计：将装有少量水、半瓶水、满瓶水的透明矿泉水瓶分别放在太阳下。
（2）实验现象：
任务二 探究矿泉水瓶能否引燃易燃物
实验结论：装水的矿泉水瓶对太阳光有会聚作用
2.探究装水的矿泉水瓶能否引燃物体
（1）实验设计及操作：实验装置如图所示，选择放大镜作为对照组，将火柴头粉末放在焦点附近；同时将温度计放在放大镜和矿泉水瓶的焦点附近，测它们同一时间的温度。
（2）实验现象：放大镜下的火柴头粉末10 s左右就燃烧起来，装水的矿泉水瓶下的火柴头粉末20 s后也燃烧起来；放大镜焦点处的最高温度为85 ℃ ，透明矿泉水瓶焦点处的最高温度为70 ℃。
实验结论：装水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，对光有会聚作用，可以引燃物体
编写一段森林防火的警示语，并就怎样爱护森林、保护环境提出建议。
交流评估
建议：1.当我们在户外旅游时，不要乱丢矿泉水瓶；看到被随意丢弃的矿泉水瓶，将其捡起投入附近的垃圾箱中。
2.装水的矿泉水瓶、特殊形状的香水瓶等放在汽车里面也可能引起火灾，所以不能将其随意放在车内。
1. [重庆期中] 夏季高温炎热，森林露营后应及时清理垃圾，
以免造成环境污染及引发森林火灾，下列被遗落的容易引发
森林火灾的是( )
D
①空易拉罐 ②没用完的便携式燃气罐 ③没喝完的矿泉水瓶
④遗落的打火机 ⑤用水浸湿的烟灰
A. ①② B. ②③⑤ C. ①③⑤ D. ②③④
2. 消防专家建议公众，不要随意丢弃尚未喝完的矿泉水瓶，
因为这些瓶子有可能造成森林火灾。
（1）小明将装满水的矿泉水瓶和白纸
板放在太阳光下进行模拟实验，一段
时间后发现纸板被烧出了一个洞，装
满水的矿泉水瓶类似于____透镜，纸
凸
焦点
焦点
A
板被烧出的洞的位置就是凸透镜的______或______附近。下
列光路图能解释火灾成因的是___（填字母）。
（2） 小明发现白纸板很长一段时间后才被烧着，
为了缩短时间，小明可以选用____色的纸张，原因是______
____________________________________________________
____________。
黑
黑色
物体吸收所有色光，白色物体反射所有色光，故黑色纸张更
容易被点燃
（3） 经过该实验，小明了解到不能将装有水的矿
泉水瓶乱扔，下列装满水的矿泉水瓶中最容易引发森林火灾
的是___（填字母）。
B
A. 四棱柱瓶子
B. 圆柱体瓶子
C. 四棱锥瓶子
D. 带包装纸的
瓶子
（4） 森林火灾，重在预防，请你再提出一条预
防森林火灾的措施：__________________________________
___________________________。
不携带火种进山（或不在林区吸烟、
不在山上野炊）（合理即可）
（5）实验完成后，小明想知道该矿泉水瓶的焦距大小，于
是他将矿泉水瓶正对太阳光，发现在距离矿泉水瓶 处
的地上出现一个圆形亮斑，当他将水瓶沿着太阳光照射的方
向靠近地面 时，地面上又得到同样大的圆形亮斑，则此
矿泉水瓶的焦距为____ 。
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【点拨】平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点；在距
离矿泉水瓶 处的地上出现一个圆形亮斑，当他将矿泉
水瓶沿着太阳光照射的方向靠近地面 ，即为
时，地面上又得到同样大的圆形亮斑，
这表明这两个圆斑在焦点的两侧，到焦点的距离也相同，故
焦距为 。
3. 清代科学家郑复光在《镜镜詅痴》中记录了以下实验：
将一只底部微凹的锡壶内装沸水，用壶在冰面上旋转，可制
成光滑的冰透镜，利用它聚集日光，可使纸点燃，如图甲。
（1）请你用学过的物理知识解释，为什
么冰透镜可使纸点燃？将纸放在什么位置
点燃得最快？
【解】冰透镜相当于一个凸透镜，当太阳光照射到透镜上时，
光线经凸透镜折射后聚焦于一点，光能集中，温度升高，达
到纸的着火点即可使纸点燃；凸透镜正对太阳光，在凸透镜
后面形成一个最小最亮的光斑，即焦点，将纸放到焦点位置
点燃得最快。
（2） 如图乙是使用 智能助手生成的一幅漫画
插图，展现利用冰透镜聚光点火的实验场景。图乙中存在违
背科学原理的设计，请结合实验操作的科学性进行指正。
冰透镜需正对太阳，使光线平行于主光轴
入射；图乙中太阳光方向与冰透镜主光轴
夹角过大，聚焦效果较差；手持冰透镜会
使冰透镜不稳，应将冰透镜放置在平稳支架上，使焦点能正
好对准纸。

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