解:(1)入射角為90°-60°=30°,所以反射角為30°,在法線左側(cè)畫出反射光線,標出反射角為30°,如圖所示:
(2)重力從重心豎直向下畫,標出重力符號G,拉力從重心沿繩斜向上畫,標出符號F,如圖所示:
(3)根據(jù)螺線管左端為N極和右手螺旋定則,螺線管中的電流由下向上流,電源右端為正極,左端為負極,小磁針右端為N極,左端為S極,如圖所示:
(4)動力向下作用時,支點為小石塊的尖端O,如圖4甲所示;動力臂最長為杠桿的長度,此時最小的作用力應垂直杠桿斜向上,如圖4乙所示,如圖所示:
分析:(1)根據(jù)光的反射定律:反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi),反射光線與入射光線分居法線兩側(cè),反射角等于入射角,畫出反射光線并標出反射角.
(2)首先知道拉力和重力的作用點在小球的重心上,重力方向豎直向下,拉力方向沿繩斜向上;用一條帶箭頭的線段把重力和拉力的三要素都表示出來.
(3)先根據(jù)右手螺旋定則:右手彎曲的四指與大拇指垂直,四指指向與電流方向一致,大拇指的指向為螺線管的N極,判斷出螺線管中的電流方向,從而根據(jù)電源外部電流正極流向負極,找到電源的正負極;再根據(jù)同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引判斷出小磁針的N、S極.
(4)(a)支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點,動力向下作用時,杠桿應繞小石塊尖端轉(zhuǎn)動;
(b)根據(jù)杠桿平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,在阻力×阻力臂一定的情況下,動力臂越大,動力將越。
點評:在反射現(xiàn)象中,反射角等于入射角,在已知入射光線和反射面的情況下,先求出入射角,根據(jù)反射角等于入射角準確作出反射光線.
作力的示意圖,要用一條帶箭頭的線段表示力,線段的長度表示力的大小,箭頭表示力的方向,起點或終點表示力的作用點.
右手螺旋定則可以由電流方向判斷磁極極性,也可以由磁極極性來判斷電流方向,要做到熟練應用.
在力與力臂乘積一定的情況下,若支點與力的作用點成為力臂,此時的力臂最大,使用杠桿最省力.