Question

（1）有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线射到光电屏上的光斑的位置来判断液面高低的。如图所示，一束光与液面的夹角为40°，请画出当光电屏上的光斑S向左移动到S’时的反射光线并标出反射角的大小。

(2)如图是正在足球场上滚动的足球，请画出足球受到的摩擦力的示意图。

（3）如图丙，杠杆在力F₁、F₂作用下处于平衡状态，L₁为F₁的力臂。请在图中画出力臂L_{1 的}力F₁。

Answer 1

分析：（1）根据法线与界面垂直，入射角等于入射光线与法线的夹角，求出入射角的大小；再根据光反射时，入射角等于反射角确定反射角的大小；
（2）摩擦力f的方向与相对运动方向相反，向左；
（3）根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可作出F₂的力臂L₂，根据力的作用线与力臂垂直，可作出力的作用线，与杠杆的交点就是力的作用点，根据动力和阻力的关系可确定力的方向．
解：（1）因为入射光线与界面夹角为40°，所以入射角等于90°-40°=50°；又因为光反射时，入射角等于反射角，故反射角等于50°．光电屏上的光斑S向左移动时，由于入射角不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，所以液面上升，如图所示，此时反射角还是50°．
（2）摩擦力的方向与足球相对地面的运动方向相反，因此是水平向左的。
（3）由图可知，O为支点，由O向力F₂的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂L₂；如图：作力臂L₁的垂线即力F₁的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F₁使杠杆的转动方向与力F₂的相反，所以力F₁如图（答案中）。
故答案为：