Question

（1）“遠(yuǎn)征號(hào)”潛水艇在東海執(zhí)行完任務(wù)后返回到長(zhǎng)江某基地，請(qǐng)?jiān)谙聢D甲中畫出潛水艇加速上浮過(guò)程中所受重力和浮力的示意圖．
（2）如圖乙所示的彎曲杠桿，OA=OC=CB，在A端吊一重物G，請(qǐng)?jiān)趫D乙上畫出使杠桿保持平衡的最小力及力臂．
（3）下圖丙給出物體AB及像A′B′的位置，請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫出凸透鏡及其焦點(diǎn)F的大致位置．

Answer 1

【答案】分析：（1）潛水艇受重力與浮力，由題意可知潛水艇為加速上升過(guò)程則浮力應(yīng)大于重力．
（2）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，連接杠桿的支點(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．
（3）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的原因．知道像點(diǎn)是由發(fā)光點(diǎn)通過(guò)凸透鏡會(huì)聚而形成的．
還要知道過(guò)光心的光線，傳播方向不變．平行于主光軸的光線會(huì)聚于焦點(diǎn)．同時(shí)要知道光路是可逆的．
解答：解：（1）重力和浮力的作用點(diǎn)都在潛水艇上，故作用點(diǎn)要畫在潛水艇上；重力豎直向下，浮力豎直向上；并且浮力應(yīng)大于重力．
答案如圖：

（2）連接OB就是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動(dòng)力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動(dòng)力，如圖所示：

（3）連接AA′與主光軸相交于一點(diǎn)O，則O為凸透鏡的光心，從而確定凸透鏡的位置．
由A做平行于主光軸的光線，則通過(guò)凸透鏡的會(huì)聚后過(guò)焦點(diǎn)而會(huì)聚在A′點(diǎn)．則折射光線與主光軸的交點(diǎn)F為焦點(diǎn)的位置．
由于光路是可逆的，所以由A′點(diǎn)射向凸透鏡的光線過(guò)焦點(diǎn)并會(huì)聚于點(diǎn)A．

點(diǎn)評(píng)：要做出杠桿中的最小動(dòng)力，可以按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行
①確定杠桿中的支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)的位置
②連接支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)，得到最長(zhǎng)的線段
③經(jīng)過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)做出與該線段垂直的直線
④根據(jù)杠桿平衡原理，確定出使杠桿平衡的動(dòng)力方向．