Question

3．（1）如图甲所示，在B端加一最小的力F_B，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出F_A的力臂．
（2）如图乙所示为一个等腰直角玻璃砖，一束光线从一个直角边AB垂直入射．请你画出该光线从AB边折射进入玻璃砖，从斜边AC反射后从另一个直角边BC出射的光路图．

Answer 1

分析 （1）由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当支点到力的作用点是力臂时，力臂最大，即OB是力臂时，动力是最小的．
力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离．
（2）光的折射定律的内容：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧．当光线垂直入射时，折射光线、法线和入射光线在同一直线上．当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角．
反射定律的内容：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，按反射定律的内容作出反射光线．

解答 解：
（1）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，支点O与B的连线是最大动力臂，力与OB垂直时最小，方向向下．
反向延长拉力的作用线，然后过支点O作力的作用线的垂线段，用L_A表示，如图所示：
；
（2）首先光从空气垂直入射到玻璃的表面，所以传播方向不变．
然后光射到玻璃上要发生反射，过入射点画出法线，然后根据反射角等于入射角，画出反射光线．如图所示：
．

点评 （1）本题考查了最小力和力臂的画法．最小力的求法是利用了杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．
（2）此题主要考查了光的折射光线和反射光线的画法，首先要熟练掌握光的折射定律和反射定律的内容，关键是搞清折射角与入射角的关系．特别注意垂直入射时，光的传播方向不变．