Question

13．（1）如图1作出光线通过凹透镜的光路（保留必要的作图痕迹）．
（2）如图2所示，用一杠杆撬一块石头，杠杆上的A点是动力的作用点，请画出绕支点O，能撬动石块的最小动力F的示意图以及力臂．

Answer 1

分析 （1）根据平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点来作图．
（2）确定支点，并作出动力的示意图，从支点到动力作用线的距离即为动力的力臂；根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，要画出最小的力，应确定最长的力臂；

解答 解：（1）入射光线平行于主光轴，则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示：
（2）动力方向竖直向下时，杠杆绕下面的石块转动，则下面石块与杆的接触点为支点O；
根据杠杆的平衡条件，当动力F在A点且与杆垂直时，其力臂最长为L，最省力，如图所示：

点评 （1）凹透镜的特殊光线有三条：过光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴．
（2）本题考查杠杆平衡条件的应用，在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点成为力臂，此时的力臂最大，使用杠杆最省力．