Question

（2010?溧水縣一模）按照題目要求作圖：
（1）重10N的物體漂浮在水面上靜止不動，請在圖17中作出物體所受力的示意圖．

（2）將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖18所示，請畫出這束光線在水中行進到最后射出水面的光路圖．

（3）如圖所示，杠桿在力F₁、F₂作用下處于平衡狀態(tài)，L₁為F₁的力臂．請在圖中作出F₂的力臂L₂及力F₁．

Answer 1

分析：（1）重10N的物體漂浮在水面上靜止，則受到的重力G和浮力F浮是一對平衡力，大小相等，方向相反，重力的方向是豎直向下，作用點都在重心．
（2）本題所要求的光路圖可分為以下幾個步驟：
①光線垂直射向水面，此時光線的方向是不變的，垂直射入是折射的一個特例．
②光在水中射到平面鏡上被反射，反射要遵循反射定律，入射光線和反射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角．
③被鏡面反射的光從水中射向空氣，此時水中入射光線與法線的夾角為入射角，空氣中折射光線與法線的夾角為折射角，入射光線和折射光線分居法線的兩側，且折射角大于入射角．
（3）力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，據此畫出力臂的垂線，與杠桿的交點為F₁的作用點，為使杠桿平衡F₁的方向應該向上，據此畫出動力示意圖．

解答：解：（1）重力從重心豎直向下畫，標出符號G=10N，浮力從重心豎直向上畫，標出符號為F浮=10N，注意兩個力線段的長度相等，如圖所示：
 
（2）①先畫出光線垂直射入水中，此時光線方向不變．
②接著畫光在平面鏡上的反射：先畫法線，然后反射光線和入射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角．
③最后畫光從水中射入空氣中：先畫法線，然后入射光線和折射光線分居法線的兩側，且折射角大于入射角．

（3）過力臂的末端畫出力臂的垂線，與杠桿的交點B為F₁的作用點，F(xiàn)₁的方向應該向上，在線段末端標出箭頭；從支點O到F₂作用線的距離，即為L₂．如圖所示：

點評：（1）本題考查了力的示意圖的畫法和物體受平衡力的判斷．當物體靜止或勻速直線運動時，受到的力是平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直線上．
（2）利用折射光線與入射光線在兩種介質中，而且分居法線兩側作出折射光線，注意角度大小的關系．
（3）考查了杠桿平衡條件、力臂的概念、力的示意圖的畫法，知道力臂是從支點到力的作用線的垂直距離是關鍵．易錯點將垂足當做動力作用點．