Question

4．（1）如图1所示，小球静止放在水平地面上，请在图中作出小球受力的示意图．
（2）A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线如图2所示，试作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点的位置．（要求画出辅助性）

Answer 1

分析 （1）静止在水平面上的小球受重力和支持力作用，根据重力方向竖直向下、水平面上物体所受支持力方向竖直向上以及规则物体的重心在物体的几何中心，过重心表示出重力和支持力的方向．
（2）本题有两种作法：
第一种作法：根据反射光线反向延长过像点，作出发光点的像点S′，再根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出发光点S的位置，补出入射光线．
第二种作法：根据光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出两条反射光线的入射光线，交点即为发光点的位置．

解答 解：（1）静止在水平面上的小球受重力和支持力作用，过球心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力，因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等．如图所示

（2）第一种作法：先将两条反射光线CA、DB反向延长交于一点S′，在通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接SC、SD画出入射光线，如图所示：

第二种作法：先过C点垂直镜面作出法线，在法线左侧指向入射点画出入射光线，注意反射角要等于入射角，同理画出反射光线DB的入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点S的位置，如图所示：

点评 （1）考查对物体受力分析的能力，以及重力方向和支持力方向记忆情况，会用力的示意图表示力三要素．
（2）本题用到了光的反射定律、反射光线反向延长过像点、像与物关于平面镜对称，提供了两种解题思路：先将反射光线反向延长作像点后由平面镜成像的对称性作发光点或先根据光的反射作出发光点，再根据平面镜成像的对称性作出像．