Question

4．（1）如图，力气大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此时盆相当于一个杠杆．右边是它的示意图，图中O为支点，A为动力作用点．请你在示意图中画出最小动力F₁和阻力臂L₂．
（2）AB是物体，A′B′是经过凸透镜所成的像，CC′是主光轴．在下图中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点F．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（2）利用凸透镜的两条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；根据光路可逆和图示作出透镜和焦点的大致位置

解答 解：（1）由图可知，重力为阻力，当O点支点时，阻力和阻力臂的乘积一定，则O到重力作用点的垂线段就是阻力臂L₂；
A为动力作用点，则OA为最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向右上方，据此可画出最小的动力．如图：

（2）连接物像的端点A、A′并延长与主光轴交于O点，O点为凸透镜的光心，过O点垂直主光轴作出凸透镜；
从A点平行于主光轴作一条入射光线，交与凸透镜与E点，连接A′E并延长交于主光轴 F点，F点为凸透镜的一个焦点，EF为入射光线AE的折射光线，在凸透镜的左侧对称的作出另一焦点F，如图

故答案为：
（1）见上图；（2）见上图．

点评 本题考查杠杆的最小力问题和透镜的光路图，画出杠杆中最小作用力的关键是找出最长的力臂，一般情况下支点到动力作用点的距离作为动力臂最长．