Question

如图所示，长方体ABCD浸没在水中，请按要求完成下列作图．
（1）请画出水对长方体CD面的压力的示意图；
（2）若在水中将长方体抬起，请画出作用在C点最小力的示意图；
（3）请画出人眼在水面上方P点的位置看到长方体D点的大致光路．

Answer 1

解：
（1）作垂直于CD面的压力，即为水对面CD的压力．如图所示：
（2）由图可知，A为支点，当力作用在C点时，作用力（动力）的力臂最大，此时动力F最小，要把长方体掀起，动力应向上，最小作用力F的示意图如图所示：
（3）从D点射出的光线到水面发生偏折，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图所示：

分析：（1）根据力的示意图的画法进行分析，压力的作用点在CD面上，方向与接触面垂直．
（2）把长方体当做一个杠杆，在阻力与阻力臂一定时，由杠杆的平衡条件可知：动力臂越大，动力越小；由图示确定最大动力臂，然后从动力的作用点，沿动力方向作出动力的示意图．
（3）光从水斜射入空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，据此画图．
点评：（1）知道压力的作用点的接触面上，并且压力方向与接触面垂直．
（2）考查了最小动力和其力臂的画法．由杠杆平衡的条件知，当阻力与阻力的力臂的积为定值时，动力臂最大时，动力是最小的，此时的动力臂是支点到动力的作用点的距离．
（3）本题考查了折射规律的应用，注意法线要用虚线．