Question

按要求作图：
（1）画出如图1所示的折射光线．
（2）如图2，一个铅球重30N，从斜面上滚下，用力的图示法画出它所受的重力．
（3）图3中杠杆OA处于平衡状态，请在图中画出动力F对支点O的力臂L．
（4）在图4中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法．

Answer 1

解：（1）平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点；

（2）放在斜面上不会影响重力的方向，仍为竖直向下，作用点在物体的重心，大小为30N，如图：

（3）首先沿力F的方向作出F的作用线，由支点O向F的作用线做垂线，垂线段的长度为F的力臂，如下图所示．

（4）要使由两个滑轮组成的滑轮组最省力，绳子应从动滑轮开始绕，此时承担拉力的绳子段数最多，如下图所示．

分析：（1）在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）画重力的图示首先要明确重力的三要素，再确立一定的标度，然后从物体的重心开始，沿竖直向下的方向，画出力的大小．
（3）要解决此题，需要掌握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离．由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂．
（4）要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力．
点评：（1）凹透镜有三条特殊光线：过焦点的光线传播方向不变，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴．
（2）本题还考查了重力的图示法的作法．不管物体处于什么样的状态，重力的方向总是竖直向下的．动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一；画力臂时，必须找准支点和力的作用线．