Question

（1）请你画出图（甲）中光线从空气斜射至水面上的反射光线和大致的折射光线；
（2）为使杠杆ON在图（乙）位置能保持静止，需在M点施加一个力F．画出物体A对杆的拉力的力臂和在M点对杆的最小拉力F的示意图；
（3）如图（丙）所示，玩具小车以某一速度冲上光滑斜面．画出玩具小车所受力的示意图．

Answer 1

分析：（1）要作出光线从空气斜射至水面上的反射光线和大致的折射光线，应用反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中，折射角小于入射角．
（2）力臂是支点到力的作用线的距离，先找到支点和拉力的作用线，用数学方法从支点向拉力作用线引垂线；
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大动力越小．
（3）因玩具小车以某一速度冲上光滑斜面，所以此时小车受重力和支持力，支持力的方向与接触面垂直，并且指向接触面外；根据规则物体的重心在物体的几何中心，确定支持力的作用点，然后过作用点表示支持力的方向．根据重力的方向总是竖直向下的；过重心表示出重力的大小和方向即可．

解答：解：（1）过入射点垂直界面作出法线，根据反射定律，在法线右侧的空气中作出反射光线；
根据折射定律，在水中法线的另一侧作出折射光线；如下图：

（2）作出拉力作用线，从支点向拉力作用线引垂线，用大括号标出，并标上力臂符号L；
动力臂最大为支点到动力作用点间的距离，此时动力最小，力F应从M点垂直杆斜向上画，如下图：

（3）过重心做垂直斜面向上的力，即斜面对小车的支持力；过重心做竖直向下的力，即重力；如图所示：

点评：（1）本题考查反射、折射同时发生时的图解，先作出法线，利用反射角等于入射角，反射光线与入射光线在同种介质中能作出反射光线；
利用折射光线与入射光线在两种介质中，而且分居法线两侧作出折射光线，注意角度大小的关系，本题的易错点就在于作出的折射角比入射角大．
（2）作力臂要先找到支点和力的作用线，再从支点向力的作用线引垂线，用大括号标出，并标上力臂符号；
在力与力臂的乘积一定时，力臂越大，用力越小．
（3）会确定规则物体的重心，知道重力的方向总是竖直向下的，知道支持力与斜面垂直，会用示意图表示支持力和重力的作用点和方向．