Question

如圖所示，小明想用最小的力將一只圓柱形油桶推上樓梯，則應(yīng)在哪點(diǎn)、朝哪個(gè)方向施力？請(qǐng)畫出這個(gè)力F的示意圖及相應(yīng)的力臂L．如果在臺(tái)階的右側(cè)有一豎直放置的平面鏡，小明在圖中A點(diǎn)位置通過平面鏡看到了油桶下方臺(tái)階的尖端B點(diǎn)，請(qǐng)你利用平畫鏡的成像特點(diǎn)完成此光路圖．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長(zhǎng)，據(jù)此可解決此題．
根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，反射光線好像是由像點(diǎn)發(fā)出的，由物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱，作出像點(diǎn)后，作反射光線B′A與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，再完成光路．
解答：解：（1）過支點(diǎn)和球心作出直徑BC（即最長(zhǎng)的力臂），然后過C點(diǎn)作垂直于BC的作用力F，如圖所示：
（2）根據(jù)平面鏡成像時(shí)像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱，作出B點(diǎn)的像點(diǎn)B′，連接B′A交平面鏡于點(diǎn)O，連接BO為入射光線，OA為反射光線，注意實(shí)際光線用實(shí)線，其他的輔助線用虛線，如圖：

點(diǎn)評(píng)：本題的關(guān)鍵是先確定最長(zhǎng)的力臂，再根據(jù)力與力臂的關(guān)系確定作用在杠桿上最小的力．
平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物大小相等，連線與鏡面垂直，到平面鏡的距離相等，左右相反，即像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱．