Question

13．提示：在（1）（2）小题中选作一道题，若两题全做．只按（1）小题计分

（1）在杠杆上挂了一个重物G，为了使杠杆在图1的位置静止，请在A点处画出最小的动力F，并用L₁标出其力臂．
（2）光线从水中斜射入空气，在图2上画出反射光线和折射光线的大致光路．

Answer 1

分析 （1）使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
（2）反射与入射的关系：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
折射与入射的关系：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角．

解答 解：（1）在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OA为动力臂最长，过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的方向，如下图所示：
（2）过入射点垂直界面作出法线，根据反射定律的内容在水中法线的另一侧作出反射光线，根据折射定律的内容，在空气中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：

点评 （1）此题既考查了力臂的画法，也考查了最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）在两种透明介质的界面上，反射和折射一般是同时发生的，反射与入射在同种介质中，折射与入射在两种介质中，反射角等于入射角，光由空气斜射入其它透明介质中时，折射角小于入射角，光由其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角．