Question

1．（1）已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线，请你画出它们的入射光线和折射光线．
（2）画出吊篮在热气球的拉动下加速竖直上升过程中的受力示意图（空气阻力忽略不计）．
（3）F₁是作用在抽水机手柄A点的动力，O为支点，请在图中画出F₁的力臂L₁．
（4）画出使用该滑轮组最省力的绕线方式．
（5）杠杆在力F₁、F₂作用下处于平衡状态，L₁为F₁的力臂．请作出F₂的力臂L₂及力F₁．

Answer 1

分析 （1）在作凸透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）吊篮在加速上升的过程中，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用．先找到力的作用点，从力的作用点起，竖直向上画出浮力，末端画出箭头，并标出F_浮．竖直向下画出重力，末端画出箭头，并标出G．在同一幅图上，相等的力，画的线段相等，力大的画的长一些．
（3）力臂的画法：首先确定支点0；然后延长动力的作用线和阻力的作用线（用虚线）；再由支点向动力作用线和阻力作用线做垂线（用虚线）；最后画上大括号，标出L₁和L₂．
（4）滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．本题中，要求最省力，属于第二种．
（5）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此画出力臂的垂线，与杠杆的交点为F₁的作用点，为使杠杆平衡F₁的方向应该向上，据此画出动力示意图．

解答 解：（1）过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；过光心的光线其传播方向不变．
（2）从重心起竖直向上画出线段，在末端画箭头，标出F_浮．从重心起竖直向下画出线段，在末端画出箭头，标出G．吊篮加速上升，浮力大于重力，浮力画的要长一些．如图所示：
（3）延长动力的作用线（用虚线）．由支点向动力的作用线做垂线（用虚线）．画出大括号，标出L₁．如图．
（4）如图：只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如下图所示．
（5）如图，画出力臂的垂线，与杠杆的交点B为F₁的作用点，F₁的方向应该向上，在线段末端标出箭头，得出动力F₁；
过O点作F₂的垂线，即为F₂的力臂L₂，如图所示：

点评 此题考查了透镜的光路图，力的示意图，滑轮组最省力的绕绳方法，力臂的画法等多个知识点，是一道综合性较强的题目．