Question

16．（1）請(qǐng)畫(huà)出發(fā)光點(diǎn)S經(jīng)凸透鏡后的出射光線，并確定發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)S′．
（2）某同學(xué)在體育鍛煉時(shí)，推出一個(gè)重為40牛頓的鉛球，請(qǐng)?jiān)趫D中作出這個(gè)鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受各力的示意圖（空氣阻力不計(jì)）．
（3）斜面上有一物體M，它受到的重力為60牛，它對(duì)斜面的壓力為40牛，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出這兩個(gè)力的示意圖．
（4）釣魚(yú)竿釣魚(yú)時(shí)，O為支點(diǎn)，F(xiàn)₁表示手對(duì)釣魚(yú)竿的作用力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出魚(yú)線對(duì)釣魚(yú)竿拉力F₂的力臂L₂
（5）畫(huà)出使杠桿AB在如圖所示的位置靜止時(shí)，需在A點(diǎn)加一個(gè)力F，要使這個(gè)力最小，請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出F的示意圖，并標(biāo)明它的力臂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡后傳播方向不變和過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸來(lái)作圖；
（2）不計(jì)空氣阻力，空中飛行的物體只受重力作用；然后根據(jù)重力的方向總是豎直向下的，并過(guò)重心表示出重力的作用點(diǎn)和方向；
（3）重力是作用在物體上的力，作用點(diǎn)畫(huà)在物體的幾何中心，方向是豎直向下的；物體對(duì)斜面的壓力，作用在斜面上，作用點(diǎn)就畫(huà)在斜面上，方向是垂直斜面向下的；
（4）已知支點(diǎn)O，阻力為重物的重力對(duì)杠桿向下的拉力，根據(jù)力臂的畫(huà)法，過(guò)支點(diǎn)阻力作用線的垂線段，即為阻力臂；
（5）使用杠桿時(shí)，當(dāng)阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，越省力；根據(jù)圖示確定最大動(dòng)力臂，然后作出動(dòng)力與動(dòng)力臂．

解答 解：
（1）由圖可知，一條入射光線過(guò)焦點(diǎn)，則過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；
另一條入射光線過(guò)光心，則過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡后傳播方向不變；如下圖所示：

（2）因不計(jì)空氣阻力，所以空中飛行的鉛球只受重力作用，過(guò)球心做豎直向下的力，即重力；如圖所示：

（3）找出物體的重心（幾何中心），畫(huà)一豎直向下的線段，標(biāo)出箭頭，記為G=60N；
將物體和斜面接觸面的中點(diǎn)作為壓力的作用點(diǎn)，畫(huà)一垂直斜面向下的線段，標(biāo)出箭頭，記為F=40N．如圖所示：

（4）已知支點(diǎn)為O，從O做F₂的垂線就是F₂的力臂L₂，如圖所示：

（5）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí)，動(dòng)力最小，最省力，由圖可知，當(dāng)作用在A點(diǎn)的力F與杠桿垂直向下時(shí)，OA是動(dòng)力臂，此時(shí)動(dòng)力臂最大，動(dòng)力最小，過(guò)A點(diǎn)與OA垂直向下作垂線就得到動(dòng)力F的方向，力與力臂如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）凸透鏡有三條特殊光線：過(guò)光心的光線其傳播方向不變；過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)；要求做到內(nèi)容與作圖熟練結(jié)合；
（2）（3）會(huì)對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，會(huì)用力的示意圖表示出力的作用點(diǎn)和方向，牢記重力的方向總是豎直向下的；
（4）畫(huà)力臂的方法是：一找點(diǎn)（支點(diǎn)），二作線（力的作用線），點(diǎn)向線作垂線；
（5）考查了最小力的確定．根據(jù)杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，根據(jù)圖示確定最大動(dòng)力臂是正確解題的關(guān)鍵．