Question

18．（1）如圖1所示，足球在水平地面上滾動，請畫出足球在滾動過程中所受重力示意圖．
（2）一條光線斜射到水面發(fā)生反射和折射，這條光線經(jīng)水面折射后的光線如圖10所示．請在圖2中畫出它的入射光線和反射光線的大致方向
（3）如圖3所示，請畫出力F對支點(diǎn)O的力臂L．
（4）高鐵每節(jié)車廂都有兩間洗手間，只有當(dāng)兩間洗手間的門都關(guān)上時（每扇門的插銷都相當(dāng)于一個開關(guān)），車廂中指示牌內(nèi)的指示燈才會發(fā)光提示旅客“洗手間有人”． 請你設(shè)計上述電路，并將電路圖畫在圖4方框內(nèi)．

Answer 1

分析 （1）小球在地面上滾動，重力的方向不受足球運(yùn)動狀態(tài)的影響，重力的方向始終是豎直向下的，過球心，沿豎直方向向下畫一條線段，線段長度表示重力大小，在線段的末端畫上箭頭表示力的方向．
（2）反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；
折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，當(dāng)光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時，折射光線向靠近法線方向偏折，折射角小于入射角；當(dāng)光由水中或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時，折射光線向遠(yuǎn)離法線方向偏折，折射角大于入射角．
（3）畫力臂的步驟：①找到支點(diǎn)O；②用虛線延長力的作用線；③做支點(diǎn)到力的作用線的垂線；④用雙箭頭或大括號標(biāo)出力臂L．
（4）兩間廁所的門都關(guān)上時指示燈才會發(fā)光說明兩開關(guān)相互影響、不能獨(dú)立工作即為串聯(lián)且控制燈泡．

解答 解：
（1）重心在小球的球心上，從球心開始，沿豎直向下的方向畫一條等長的線段，在線段的末端標(biāo)上箭頭表示力的方向，如下圖：

（2）光由空氣斜射進(jìn)入液體中時，折射光線向靠近法線方向偏折，根據(jù)折射角小于入射角畫出入射光線．由光的反射定律的內(nèi)容，首先過入射點(diǎn)畫出法線，法線與界面垂直（虛線），根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線；如圖所示：

（3）畫出力F的作用線，由O向力F的作用線做垂線，圖中L表示的就是該力的力臂．如圖所示：

（4）由題意可知，兩開關(guān)同時閉合時，燈才亮，說明兩開關(guān)與燈泡串聯(lián)組成電路，電路圖如圖所示：

點(diǎn)評 （1）本題學(xué)生容易把力作用點(diǎn)畫在足球與地面的接觸點(diǎn)上，足球所受重力的重心在它的球心上．
（2）在光路圖中，法線要畫成虛線，如果能夠確定反射角，在光路圖中，一定要標(biāo)出反射角的度數(shù)；畫折射光路時，一定注意光從哪種介質(zhì)進(jìn)入哪種介質(zhì)．
（3）做力臂時一定要找準(zhǔn)支點(diǎn)與力的作用線，力的作用線必要時可進(jìn)行延長，在畫出由支點(diǎn)到力的作用線的距離時，也注意要垂直才行．
（4）根據(jù)題意得出兩開關(guān)的連接方式和位置是解決本題的關(guān)鍵．