Question

（1）如图所示，是一条经水面反射后的光线．请在图中画出其入射光线及与入射光线对应的折射光线的大致方向．

（2）小明是一位喜欢运动的学生，他现在正在斜坡上滑雪，请在图上作出他所受重力和他对斜坡压力的示意图．

（3）请在如图的“杠杆”上标出其工作时的阻力臂和作用在A点的最小动力F₁的方向．

Answer 1

分析：（1）反射和折射是在两种介质的界面上同时发生的现象，反射遵从反射定律：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；折射遵从折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；能根据图解识别三条光线．
（2）本题主要考查以下知识点：重力的作用点及方向：重力的作用点在物体的重心上，重力的方向竖直向下．
压力跟重力的关系：斜面上的物体对斜面的压力由重力产生，但压力大小不等于重力，且压力的作用点在接触面上，压力的方向垂直于接触面．
力的示意图的作法：①在物体上找到力的作用点（用实心点表示）．
②过力的作用点沿力的方向画一段带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向．
③在图上标示力的符号及大小．
（3）要掌握力臂的概念：知道力臂是支点到力的作用线的距离，在画力臂时，由支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂．
根据杠杆的平衡条件，动力臂越长，在使用时越省力．所以要找最小的力，关键是找到最长的力臂．

解答：解：（1）因为反射光线在水中，所以入射光线也在水中，并且反射角跟入射角相等．
因为入射光线在水中，所以折射光线在空气中，并且折射角大于入射角．如图所示：

（2）重力G的作用点在重心，方向竖直向下．
学生对斜坡的压力作用在斜坡上，方向垂直于斜坡表面斜向下．从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段表示出力，如图所示：
 
（3）从支点O向F₂引垂线，垂线段的长度即为力臂．
要使动力臂最小，应使F₁与车把垂直，此时动力臂最长为OA，最省力．如图所示：

点评：本题考查了学生的作图能力，在作光的折射的光路图时要注意：不管光从哪种介质斜射向哪种介质，在光疏质（密度比较小的物质）里面的角（入射角或折射角）较大；在光密质（密度比较大的物质）里面的角（入射角或折射角）较小，即“疏大密小”．角度越小，光线越靠近法线．
压力的方向总是垂直于物体表面的，重力的方向总是竖直向下的，注意重力方向与压力方向的区别，只有物体在水平面上时压力的方向与重力方向相同．
力的示意图的画法，同时还考查了力臂的画法和杠杆中的最小力问题．