解:(1)过A的球心作竖直向下的力;过O点作垂直于F作用线的垂线段.如下图所示:
(2)入射光线平行于主光轴,则经凸透镜折射后过焦点;入射光线过焦点,则过焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴射出.如下图所示:
(4)①先画出光线垂直射入水中,此时光线方向不变.
②接着画光在平面镜上的反射:先画法线,然后反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角.
③最后画光从水中射入空气中:先画法线,然后入射光线和折射光线分居法线的两侧,且折射角大于入射角.
如下图所示:
分析:(1)重力的方向是竖直向下,作用点在重心;力臂是支点到力的作用线的距离.
(2)先确定所给的入射光线的特点,然后根据凸透镜的光学特点作图.
(3)光线垂直射向水面,此时光线的方向是不变的;光在水中射到平面镜上被反射,反射要遵循反射定律,入射光线和反射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角;被镜面反射的光从水中射向空气,此时水中入射光线与法线的夹角为入射角,空气中折射光线与法线的夹角为折射角,入射光线和折射光线分居法线的两侧,且折射角大于入射角.
点评:(1)知道重力的方向总是竖直向下的,会用示意图表示力,会根据力臂的画法作出相应的力和力臂.
(2)凸透镜三条特殊光线的作图:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
(3)考查了光的折射规律和光的反射定律.注意当光垂直入射到另一种介质中时,传播方向不变,即折射角和入射角都是0°.