Question

9．完成下面作图

（1）如图甲所示，一凸透镜放置于水中其主光轴与水面重合，现有一束平行于水面的入射光线通过凸透镜后折射入水中，请画出完整的光路．
（2）如图乙，用软绳悬挂的杠杆，请画出重物G所受重力示意图，并在A点画出能使杠杆在图示位置平衡的最小拉力的示意图．

Answer 1

分析 （1）根据入射光线的特点，根据凸透镜的三条特殊关系画出对应的折射光线．
折射与入射的关系：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角．
（2）根据重力的方向是竖直向下的，过重心做竖直向下的力即可．根据杠杆的平衡条件，力臂越长，作用力越小的思路，先确定最长的力臂，然后根据力与力臂垂直的关系确定杠杆的最小作用力．

解答 解：（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以确定对应的入射光线；
过入射点（焦点）垂直界面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：

（2）过重物G的重心，沿竖直向下的方向画一条有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图；
右端物体的重力不变，即阻力不变，且阻力臂不变，故要想使A点的动力最小，也就是动力臂最大，即以支点O点到A的长度为力臂时动力臂最大，故过A点作垂直于OA的斜向下的作用力（即最小拉力）．如图所示：

点评 （1）关于凸透镜，有三条特殊的入射光线：①平行于主光轴；②过焦点；③过光心的．每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点，注意区分．
（2）本题考查重力示意图的画法、杠杆中最小力的作图，画杠杆中最小作用力的关键是找出最长的力臂，一般以支点到动力作用点的距离作为动力臂最长．