Question

11．按下列要求作图．

（1）在图甲中画出斜面上的物体所受的重力G和物体对斜面压力F的示意图．
（2）根据光的反射定律，在图乙中画出反射光线并标出反射角的度数．
（3）在图乙中画出使杠杆OA平衡时最小动力F₁的方向和阻力F₂的力臂l₂．
（4）如图所示，标出通电螺线管的N、S极和电源的正负极．

Answer 1

分析 （1）重力是物体受到的力，因此根据规则物体的重心在物体的几何中心，重力的方向总是竖直向下的，过物体的重心表示出重力的方向即可；
压力是接触面受到的力，因此压力的作用点在接触面上，即物体与接触面的中点；然后根据压力的方向垂直于受力面，并过压力作用点表示出压力的方向即可．
（2）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角．可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”．
要掌握入射角和反射角的概念：入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角．
（3）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长．
（4）已知螺线管的N、S极，根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．

解答 解：（1）过物体重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；
在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点沿垂直于斜面画一条带箭头的线段，并用符号F表示；如下图所示：
（2）先过入射点垂直平面镜作出法线，再根据反射角等于入射角在法线的右侧画出反射光线，入射光线与平面镜的夹角为30°，所以入射角为90°-30°=60°，故反射角也为60°．如下图所示：
（3）①连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；
②O为支点，点O到F₂的垂线段就是F₂的力臂L₂；如下图所示：
（4）根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的右端流入，即电源的右端为正极，电源左端是负极．如下图所示：

点评 （1）本题的关键是确定压力和重力的作用点和方向，并会用力的图示表示力的三要素．
（2）在用光的反射定律作图时，注意一些技巧：反射角等于入射角、法线垂直反射面、法线为入射光线和反射光线的角平分线等；求反射角的大小，注意用平面几何角度关系．
（3）力臂画法的关键是牢记力臂与力的作用线的关系；确定杠杆中最小力是该题的难点．
（4）本题主要考查安培定则，要熟记安培定则的内容：右手大拇指与弯曲的四指垂直，四指与螺线管电流方向一致，大拇指的指向为螺线管的N极．