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(2003?武汉)力学和光学作图:
①如图所示,足球队员已将足球踢向空中,请在图中画出足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力示意图.
②如图所示为激光液面控制仪原理简图,固定的一束激光AO以入射角θ=60°照射到水平液面,反射光OB射到与其垂直的光屏上,用光电转换器将光信号变成电信号,输入控制系统用以控制液面高度.如果液面高度降低,发现光点B在光屏上移动了一段距离到B′,请在图中标明B′的位置.(要求画出光路图)
分析:①足球队员已将足球踢向空中,此时足球受重力和空气的阻力,重力的方向总是竖直向下的,因为足球在向斜上方飞行,所以空气的阻力是斜向下的,阻力的作用点也可以在重心;
②由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,当水面发生变化时,故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的.
解答:解:①空中飞行的足球受重力作用还受空气阻力的作用,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,因为足球在向斜上方飞行,所以空气的阻力是斜向下的,如下图所示.
②当液面发生变化时,由于入射角的大小不变,所以反射光线与原来的反射光线平行;如图所示
点评:本题考查力的示意图,同时还考查利用镜面反射来解释分析液面微变监视器的原理.
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