Question

14．（1）质量为4kg的小球沿光滑平面滚动，它所受到的重力是40N．请画出小球在图1所示位置所受重力的示意图（g=10N/kg）；
（2）如图2所示，MN为空气和水的分界面，A0为反射光线，0为入射点．在图中画出其入射光线和折射光线．
（3）在图3中，标出通电螺线管和小磁针的N、S极及标出电源的“+”、“-”极．

Answer 1

分析 （1）已知小球的质量m，由G=mg可求出小球所受的重力；重力竖直向下，从小球的重心竖直向下作出重力的示意图．
（2）当光线射向两种介质的界面上时，会同时发生反射和折射．光的反射中，反射角等于入射角；当光从空气中斜射入水中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即折射角小于入射角．
（3）小磁针静止时N极所指的方向是磁场方向，根据磁感线方向确定小磁针的N、S极；在通电螺线管的外部磁感线从N极指向S极，根据螺线管磁感线的指向确定螺线管的N、S极；根据安培定则判断出电源的正负极．

解答 解：
（1）小球所受的重力G=mg=4kg×10N/kg=40N，从小求重心竖直向下作出重力的示意图，重力的示意图如图1所示．
（2）首先垂直于界面画出法线，法线用虚线；根据反射角等于入射角画出入射光线；光从空气斜射向水，根据折射角小于入射角画出折射光线，光路图如图2所示．
（3）螺线管左端磁感线方向向左，则小磁针的左端为N极，右端为S极；
磁感线从螺线管的左端发出指向螺线管的右端，因此螺线管的左端为N极，右端为S极；
由安培定则可判断出电源左端为正极，右端为负极，小磁针与螺线管N、S及、电源正负极如图3所示．

点评 （1）画重力方向（找一参照物：与水平面、水平底边、水面垂直）是重力示意图的关键．
（2）考查光的折射光路图，注意光的折射中，入射角与反射角不相等（一般规律为密度大的，角度较小），入射光线、反射光线在不同介质中．
（3）考查右手螺旋定则及磁感线的特点．