Question

如图所示，小明想用最小的力将一只圆柱形油桶推上楼梯，则应在哪点、朝哪个方向施力？请画出这个力F的示意图及相应的力臂L．如果在台阶的右侧有一竖直放置的平面镜，小明在图中A点位置通过平面镜看到了油桶下方台阶的尖端B点，请你利用平画镜的成像特点完成此光路图．

Answer 1

解：（1）过支点和球心作出直径BC（即最长的力臂），然后过C点作垂直于BC的作用力F，如图所示：
（2）根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称，作出B点的像点B′，连接B′A交平面镜于点O，连接BO为入射光线，OA为反射光线，注意实际光线用实线，其他的辅助线用虚线，如图：

分析：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．
根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，作反射光线B′A与镜面的交点为入射点，再完成光路．
点评：本题的关键是先确定最长的力臂，再根据力与力臂的关系确定作用在杠杆上最小的力．
平面镜成像的特点：像与物大小相等，连线与镜面垂直，到平面镜的距离相等，左右相反，即像与物关于平面镜对称．