Question

15．按照题目要求作图：

（1）图1是一束光线与水平面成30°角斜射到水面上，同时发生反射和折射，请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向，标出反射角的度数．
（2）图2是物体A静止在斜面上，请作出物体A的重力和斜面受到的压力的示意图．
（3）图3，在杠杆AB上挂了一个重为G的物体．为使杠杆在图中的位置静止．请在杠杆上A点画出最小动力F的方向．

Answer 1

分析 （1）光在水面同时发生折射和反射：
根据反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线；
根据光由空气斜射进入水中遵循的规律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，作出折射光线．
（2）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；
②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）根已知A点为动力作用点，然后过A点做垂直于杠杆的作用力即可．

解答 解：（1）先过入射点O垂直水面作出法线，求出入射角为60°，所以反射角也为60°，在空气中法线的右侧画出反射光线；
折射角小于60°，在法线的右侧的水中画出折射光线，如图所示：

（2）①过物体重心画带箭头的线段，方向竖直向下，符号为G；
②在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F，如图所示：

（3）最小力的作用点已经给出，过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的示意图，要使杠杆平衡，如图所示：

点评 （1）在两种介质的界面上，折射和反射一般是同时发生的，反射角和折射角随入射角的增大而增大，反射光线和入射光线在同种介质中，折射光线和入射光线在两种不同的介质中．
（2）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．注意物体对斜面的压力要小于物体所受重力．
（3）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可得最小的力．