Question

16．（1）请画出发光点S经凸透镜后的出射光线，并确定发光点S的像点S′．
（2）某同学在体育锻炼时，推出一个重为40牛顿的铅球，请在图中作出这个铅球在空中运动时，所受各力的示意图（空气阻力不计）．
（3）斜面上有一物体M，它受到的重力为60牛，它对斜面的压力为40牛，请在图中画出这两个力的示意图．
（4）钓鱼竿钓鱼时，O为支点，F₁表示手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F₂的力臂L₂
（5）画出使杠杆AB在如图所示的位置静止时，需在A点加一个力F，要使这个力最小，请在图上画出F的示意图，并标明它的力臂．

Answer 1

分析 （1）根据过光心的光线经凸透镜后传播方向不变和过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴来作图；
（2）不计空气阻力，空中飞行的物体只受重力作用；然后根据重力的方向总是竖直向下的，并过重心表示出重力的作用点和方向；
（3）重力是作用在物体上的力，作用点画在物体的几何中心，方向是竖直向下的；物体对斜面的压力，作用在斜面上，作用点就画在斜面上，方向是垂直斜面向下的；
（4）已知支点O，阻力为重物的重力对杠杆向下的拉力，根据力臂的画法，过支点阻力作用线的垂线段，即为阻力臂；
（5）使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；根据图示确定最大动力臂，然后作出动力与动力臂．

解答 解：
（1）由图可知，一条入射光线过焦点，则过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；
另一条入射光线过光心，则过光心的光线经凸透镜后传播方向不变；如下图所示：

（2）因不计空气阻力，所以空中飞行的铅球只受重力作用，过球心做竖直向下的力，即重力；如图所示：

（3）找出物体的重心（几何中心），画一竖直向下的线段，标出箭头，记为G=60N；
将物体和斜面接触面的中点作为压力的作用点，画一垂直斜面向下的线段，标出箭头，记为F=40N．如图所示：

（4）已知支点为O，从O做F₂的垂线就是F₂的力臂L₂，如图所示：

（5）在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，动力臂最长时，动力最小，最省力，由图可知，当作用在A点的力F与杠杆垂直向下时，OA是动力臂，此时动力臂最大，动力最小，过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的方向，力与力臂如图所示：

点评 （1）凸透镜有三条特殊光线：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；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；要求做到内容与作图熟练结合；
（2）（3）会对物体进行正确的受力分析，会用力的示意图表示出力的作用点和方向，牢记重力的方向总是竖直向下的；
（4）画力臂的方法是：一找点（支点），二作线（力的作用线），点向线作垂线；
（5）考查了最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，根据图示确定最大动力臂是正确解题的关键．