Question

（1）某发光点S所发出的两条光经平面镜反射后形成的光路如图1所示，请确定发光点S的位置（要求保留必要的辅助线）．
（2）如图2是列车上出售食品的小推车，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶，使手推车前轮向上翘起，请画出此时售货员所用的最小动力及其力臂．
（3）如图3所示，浸没水中的乒乓球正在上浮，画出它在虚线位置时受到的力的示意图．

Answer 1

解：（1）作出光线a、b反向延长线的交点S′，再找到S′关于平面镜的对称点S，S即为发光点，如图所示：
（2）支点在后轮的着地点如图，动力的作用点在手握车把的地方，连接支点与动力的作用点，为最长的动力臂，用大括号标出，标上字母符号L₁；在动力作用点处垂直动力臂斜向下画出动力，标上字母符号F，如图所示：
（3）乒乓球受竖直向上的浮力及竖直向下的重力，两力在同条直线上，上浮时浮力要大于重力，故浮力线段的长度应大于重力线段的长度，如下图所示：

分析：（1）平面镜成像时，像和物体各对应点的连线与平面镜垂直，像和物体各对应点到平面镜间距离相等，a、b是S发出的两条光线经平面镜后的反射光线，所以a、b的反向延长线交点即为S在平面镜中的像．
（2）首先应找到本题的支点在后轮的着地点；其次知道使手推车前轮向上翘起，阻力为手推车的重力，阻力臂为支点到重力作用线的距离，阻力与阻力臂的乘积是定值；最后能根据杠杆平衡条件，会用数学方法分析出动力臂最长时动力最小，能突破：支点到动力的作用点的距离为动力臂时力臂最长．
（3）乒乓球在水中受到重力和浮力两个力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上；由于乒乓球上浮，因此乒乓球受到的浮力大于重力，作图时注意力的方向及两力的大小关系．
点评：本题主要考查了平面镜成像的光路图，力的示意图，力臂的画法，是一道光学和力学综合作图题．