Question

（1）如圖F₁是作用在抽水機手柄A點處的動力，O為支點．請畫出動力F₁的力臂l₁；

（2）如圖所示，一個重可以忽略的氣球用繩子系住浸在水中，氣球對繩子的拉力3N．試用力的示意圖表示氣球所受浮力和繩子對小球的作用力；

（3）光由空氣斜射向水面時發生反射和折射．請你在下圖中畫出反射光線和折射光線的大致方向．

Answer 1

分析：（1）力臂是指從支點到力的作用線的垂直距離．
（2）由圖可知，氣球的重力忽略不計，氣球所受浮力和繩子對小球的作用力，是一對平衡力．大小相等，方向相反作用在同一直線上；因為氣球對繩子的拉力為3N，由于物體間力的作用是相互的，因此繩子對氣球的拉力為3N．
（3）先過入射點作出法線，然后根據入射光線、反射光線以及法線在同一平面內，并且入射角等于反射角，畫出反射光線；再根據入射光線、折射光線以及法線在同一平面內，折射角小于入射角，確定折射光線的方向．

解答：解：（1）過支點O做力F1作用線的垂線段，即為所求作的動力臂L1；如下圖所示：

（2）氣球受到的浮力和繩子的拉力，作用點都畫在重心上，根據平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，浮力方向豎直向上，繩子對小球的拉力豎直向下，大小均為3N．如圖所示：

（3）過入射點O作垂直于界面的法線，根據入射角等于反射角畫出反射光線；根據折射角小于入射角畫出折射光線．如圖所示：

點評：（1）此題的關鍵是掌握杠桿五要素，然后根據杠桿的五要素作出相應的作用力或力臂．
（2）靜止的物體受平衡力的作用，并且浮力的方向總是豎直向上的，會用力的示意圖表示出力的三要素．
（3）本題主要考查反射定律內容以及折射定律內容的應用情況，是一道基礎題．