Question

（2010?溧水县一模）按照题目要求作图：
（1）重10N的物体漂浮在水面上静止不动，请在图17中作出物体所受力的示意图．

（2）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图18所示，请画出这束光线在水中行进到最后射出水面的光路图．

（3）如图所示，杠杆在力F₁、F₂作用下处于平衡状态，L₁为F₁的力臂．请在图中作出F₂的力臂L₂及力F₁．

Answer 1

分析：（1）重10N的物体漂浮在水面上静止，则受到的重力G和浮力F浮是一对平衡力，大小相等，方向相反，重力的方向是竖直向下，作用点都在重心．
（2）本题所要求的光路图可分为以下几个步骤：
①光线垂直射向水面，此时光线的方向是不变的，垂直射入是折射的一个特例．
②光在水中射到平面镜上被反射，反射要遵循反射定律，入射光线和反射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．
③被镜面反射的光从水中射向空气，此时水中入射光线与法线的夹角为入射角，空气中折射光线与法线的夹角为折射角，入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角．
（3）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此画出力臂的垂线，与杠杆的交点为F₁的作用点，为使杠杆平衡F₁的方向应该向上，据此画出动力示意图．

解答：解：（1）重力从重心竖直向下画，标出符号G=10N，浮力从重心竖直向上画，标出符号为F浮=10N，注意两个力线段的长度相等，如图所示：
 
（2）①先画出光线垂直射入水中，此时光线方向不变．
②接着画光在平面镜上的反射：先画法线，然后反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．
③最后画光从水中射入空气中：先画法线，然后入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角．

（3）过力臂的末端画出力臂的垂线，与杠杆的交点B为F₁的作用点，F₁的方向应该向上，在线段末端标出箭头；从支点O到F₂作用线的距离，即为L₂．如图所示：

点评：（1）本题考查了力的示意图的画法和物体受平衡力的判断．当物体静止或匀速直线运动时，受到的力是平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上．
（2）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．
（3）考查了杠杆平衡条件、力臂的概念、力的示意图的画法，知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键．易错点将垂足当做动力作用点．