解:(1)物體在豎直方向上受重力和支持力的作用,其受力的示意圖如下圖所示:
(2)對于凸透鏡,入射光線過焦點,則折射光線與主光軸平行.
對于凹透鏡,折射光線與主光軸平行,則入射光線的延長線過焦點.
光路圖如下圖所示:
(3)連接OA,即為最長動力臂,過A點畫垂直與OA,向右的動力F,如下圖所示:
分析:(1)物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),處于平衡態(tài)的物體在某一方向上受平衡力的作用或者不受外力的作用,重為G的物體,隨傳送帶一起沿水平方向向右做勻速運動,則物體G在水平方向上不受外力的作用,在豎直方向上物體處于靜止狀態(tài),則物體受平衡力的作用,即物體的重力和傳送帶對物體的支持力是一對平衡力.
(2)根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線作圖:
凸透鏡三條特殊光線的作圖:①通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸.②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點.③過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變.
凹透鏡三條特殊光線的作圖:①延長線過另一側焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸.②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點.③過光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變.
(3)由杠桿的平衡條件可知,當動力臂最大時,動力最小,即最省力.連接支點和力的作用點A即是最大動力臂,當作用力與之垂直時,作用力最。
點評:(1)能否正確分析物體在水平和豎直方向上的受力情況,是本題的解題關鍵所在.
(2)關于凸透鏡或凹透鏡的特殊光線的作圖,把握住入射光線與對應的折射光線的特點是解決此類題目的關鍵.
(3)求最小的力是常見的題型,關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂.