Question

13．（1）如圖1作出光線通過凹透鏡的光路（保留必要的作圖痕跡）．
（2）如圖2所示，用一杠桿撬一塊石頭，杠桿上的A點是動力的作用點，請畫出繞支點O，能撬動石塊的最小動力F的示意圖以及力臂．

Answer 1

分析 （1）根據平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后的光線的反向延長線過焦點來作圖．
（2）確定支點，并作出動力的示意圖，從支點到動力作用線的距離即為動力的力臂；根據杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，要畫出最小的力，應確定最長的力臂；

解答 解：（1）入射光線平行于主光軸，則經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，如圖所示：
（2）動力方向豎直向下時，杠桿繞下面的石塊轉動，則下面石塊與桿的接觸點為支點O；
根據杠桿的平衡條件，當動力F在A點且與桿垂直時，其力臂最長為L，最省力，如圖所示：

點評 （1）凹透鏡的特殊光線有三條：過光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，指向另一側焦點的光線經凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．
（2）本題考查杠桿平衡條件的應用，在力與力臂乘積一定的情況下，若支點與力的作用點成為力臂，此時的力臂最大，使用杠桿最省力．