Question

15．（1）如圖甲，Sˊ為發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡MN中的像．若S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出發(fā)光點(diǎn)S的位置，并完成光路圖（保留作圖痕跡）．
（2）體積為120cm³的物塊，重1.8N，將它浸沒(méi)在水中如圖乙．在圖中畫(huà)出松開(kāi)手時(shí)，該物塊受力的示意圖．
（3）如圖丙是一輕質(zhì)杠桿，O是支點(diǎn)，為了使杠桿在此位置平衡，請(qǐng)畫(huà)出在A點(diǎn)所施加的最小動(dòng)力F及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)可知，物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，首先作出像點(diǎn)S′的物點(diǎn)S，連接PS′，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)O，再畫(huà)出入射光線SO．
（2）首先求出物塊浸沒(méi)在水中受到的浮力，然后根據(jù)物體的浮沉條件判定物塊所受重力和浮力的關(guān)系，再按照力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出其所受重力和浮力的示意圖．
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力，首先確定出最長(zhǎng)的力臂，然后畫(huà)出的示意圖；由支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離是最長(zhǎng)的力臂．

解答 解：（1）作出像點(diǎn)S′的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，即為物點(diǎn)S，連接PS′，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)O，再連接SO、OP，畫(huà)上箭頭，SO為入射光線，OP為反射光線．如下圖所示：

（2）物塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)，V_排=V=120cm³=1.2×10^-4m³，
所受浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.2×10^-4m³=1.2N＜1.8N，
所以，松開(kāi)手時(shí)物塊下沉；過(guò)物塊重心，分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫(huà)一條有向線段，并分別用F_浮和G表示，并標(biāo)明大小，即為其受力示意圖，如圖所示：

（3）連接OA，則OA是最長(zhǎng)的力臂，做OA的垂線，物體對(duì)杠桿的力使杠桿向時(shí)逆針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，所以F應(yīng)使其向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）注意平面鏡成像的基本特點(diǎn)是物像關(guān)于平面鏡的軸對(duì)稱(chēng)；所有的反射光線的反向延長(zhǎng)線都要過(guò)像點(diǎn)．
（2）此題考查浮力的大小計(jì)算和力的示意圖的畫(huà)法，關(guān)鍵是求出物塊所受浮力，然后與重力相比較，得出松開(kāi)手時(shí)物塊的浮沉狀態(tài)．
（3）此題考查了有關(guān)力臂的畫(huà)法和最小力的示意圖的畫(huà)法，要畫(huà)出最小的力，關(guān)鍵是確定最長(zhǎng)的力臂，即從支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離．