Question

14．（1）如圖1所示，a、b是鏡前一點光源S發出的光線經平面鏡反射后的兩條反射光線，請在圖中根據反射光線a、b畫出點光源S的位置．
（2）如圖2所示，請在圖中完成光路圖．
（3）如圖3所示，浸沒在水中的小球正在加速上浮，請畫出其受力的示意圖．
（4）如圖4所示，請在杠桿A處畫出物體拉起時的最小拉力F₁，并畫出拉力F₁的力臂L₁．

Answer 1

分析 （1）根據反射光線反向延長過像點，作出反光點的像點S′，再根據平面鏡成像的特點：像與物關于平面鏡對稱作出發光點S的位置，補出入射光線．
（2）在作凹透鏡的光路圖時，先確定所給的光線的特點再根據透鏡的光學特點來作圖．
（3）浸沒在水中的小球在水中上浮，是因為浮力大于重力，分別按力的示意圖的作法作出浮力和重力．
（4）由杠桿平衡的條件知，當阻力與阻力的力臂的乘積為定值時，動力臂最大時，動力是最小的，此時的動力臂是支點到動力的作用點的距離．

解答 解：（1）先將兩條反射光線反向延長交于一點S′，在通過平面鏡作出S′的對稱點S，即為發光點的位置，并聯接S與兩個反射點畫出入射光線，如圖所示：

（2）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點．過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變．如圖所示：

（3）浮力、重力均作在重心上，重力G豎直向下，浮力F豎直向上，浮力的長度大于重力，如圖：

（4）根據杠桿的平衡條件，動力F₁最小時，其力臂最長，即從支點到動力作用點的距離OA最長；在A點做力臂OA的垂線，方向向上，即為最小動力F₁，OA的長度即為該力的力臂，如圖所示：

點評 （1）根據平面鏡成像的特點完成本題較為直觀、準確，因此建議同學們用平面鏡成像的特點作圖．
（2）凹透鏡三條特殊光線的作圖：①延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸．②平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點．③過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變．
（3）重力和浮力一般能作出，易錯點在于畫不出浮力的長度大于重力．
（4）力臂的畫法應始終遵循從支點到力的作用線畫垂線這一原則；找最小的力時則一定要遵循找最長的力臂這一原則．明確了這些才能按一定的作圖規則將力或力臂表示出來．