Question

（1）如图F₁是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点．请画出动力F₁的力臂l₁；

（2）如图所示，一个重可以忽略的气球用绳子系住浸在水中，气球对绳子的拉力3N．试用力的示意图表示气球所受浮力和绳子对小球的作用力；

（3）光由空气斜射向水面时发生反射和折射．请你在下图中画出反射光线和折射光线的大致方向．

Answer 1

解：（1）过支点O做力F1作用线的垂线段，即为所求作的动力臂L1；如下图所示：

（2）气球受到的浮力和绳子的拉力，作用点都画在重心上，根据平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，浮力方向竖直向上，绳子对小球的拉力竖直向下，大小均为3N．如图所示：

（3）过入射点O作垂直于界面的法线，根据入射角等于反射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线．如图所示：

分析：（1）力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离．
（2）由图可知，气球的重力忽略不计，气球所受浮力和绳子对小球的作用力，是一对平衡力．大小相等，方向相反作用在同一直线上；因为气球对绳子的拉力为3N，由于物体间力的作用是相互的，因此绳子对气球的拉力为3N．
（3）先过入射点作出法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，画出反射光线；再根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向．
点评：（1）此题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂．
（2）静止的物体受平衡力的作用，并且浮力的方向总是竖直向上的，会用力的示意图表示出力的三要素．
（3）本题主要考查反射定律内容以及折射定律内容的应用情况，是一道基础题．