Question

（2003?武汉）力学和光学作图：
①如图所示，足球队员已将足球踢向空中，请在图中画出足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力示意图．
②如图所示为激光液面控制仪原理简图，固定的一束激光AO以入射角θ=60°照射到水平液面，反射光OB射到与其垂直的光屏上，用光电转换器将光信号变成电信号，输入控制系统用以控制液面高度．如果液面高度降低，发现光点B在光屏上移动了一段距离到B′，请在图中标明B′的位置．（要求画出光路图）

Answer 1

分析：①足球队员已将足球踢向空中，此时足球受重力和空气的阻力，重力的方向总是竖直向下的，因为足球在向斜上方飞行，所以空气的阻力是斜向下的，阻力的作用点也可以在重心；
②由于入射光线是固定的，且光在水面上发生的是镜面反射，当水面发生变化时，故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的．

解答：解：①空中飞行的足球受重力作用还受空气阻力的作用，然后根据重力的方向总是竖直向下的，并过重心表示出重力的作用点和方向，因为足球在向斜上方飞行，所以空气的阻力是斜向下的，如下图所示．
②当液面发生变化时，由于入射角的大小不变，所以反射光线与原来的反射光线平行；如图所示

点评：本题考查力的示意图，同时还考查利用镜面反射来解释分析液面微变监视器的原理．