Question

完成下列作圖練習：
（1）在圖1中完成光路圖；
（2）在圖2中畫出平面鏡所成的像；
（3）太陽光與地面成40°射來，要使光線沿豎直方向反射入井中，在圖3 中填入合適的鏡子并標出它們和水平方向的夾角；
（4）在圖中畫出物體所受繩子拉力和重力的示意圖．

Answer 1

分析：（1）根據凸透鏡的特殊光線作圖：過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點．
（2）平面鏡成像的特點：像與物關于平面鏡對稱，再畫出兩端點A、B在平面鏡中所成的像，連接兩個像點即為物體AB在平面鏡中所成的像．
（3）先根據要求畫出反射光線，畫出法線，從而確定鏡面的位置．根據反射角和入射角的大小關系，來計算出平面鏡與水平方向的夾角．
（4）力的示意圖要表示出力的三要素．小球所受重力是豎直向下的，作用在物體的重心；拉力則是沿細線向上的．

解答：解：（1）平行于主光軸的入射光線，經凸透鏡折射后，折射光線通過焦點；過焦點的入射光線，經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，如圖所示：
（2）先作出物體AB在平面鏡中的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′為物體AB的像，如圖所示：
（3）根據題目知，反射光線豎直向下，然后做出反射光線和入射光線夾角的平分線即法線，然后做出法線的垂線即鏡面的位置．
根據題意，反射光線與入射光線的夾角為：40°+90°=130°．
所以入射角為：130°÷2=65°，入射光線與鏡面的夾角為：90°-65°=25°．
所以入射光線與水平面的夾角為：40°+25°=65°．如圖所示：
（4）重力的作用點在小球的重心，即它的圓心，方向豎直向下；拉力作用點在重心，方向沿細線方向；如圖所示：

點評：（1）掌握凸透鏡的三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點．
（2）平面鏡成像的特點：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．
（3）考查學生對光的反射定律的內容及其應用．注意在光的反射過程中反射角等于入射角．
（4）力的示意圖是用畫圖的方法表示力的三要素的，所以找準力的大小、方向和作用點是畫力的示意圖的關鍵．