Question

（1）為使如圖甲所示的杠桿保持靜止，在A點(diǎn)施加一個(gè)動(dòng)力F，力的方向不同，則大小也不同，請(qǐng)畫(huà)出最小動(dòng)力F的示意圖和阻力的力臂．
（2）如圖乙所示，OB是一束光線由空氣射到水面時(shí)的反射光線，請(qǐng)畫(huà)出入射光線，標(biāo)出入射角的度數(shù)，并畫(huà)出折射光線的大致方向．
（3）目前造成高速公路路面結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重的一個(gè)重要因素是車(chē)輛超載．小明想用壓力傳感器（當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，它就接通電路）、電磁繼電器，為某大橋設(shè)計(jì)一個(gè)車(chē)輛超重的報(bào)警裝置．當(dāng)車(chē)輛超重時(shí)，信號(hào)燈就發(fā)光．請(qǐng)你在圖丙中為他連接好電路．

Answer 1

【答案】分析：（1）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)，力臂指的是支點(diǎn)到力的作用線的距離，阻力臂就是從支點(diǎn)向阻力的作用線作垂線．
（2）根據(jù)反射光線和水面的夾角確定反射角，過(guò)入射點(diǎn)做出法線，利用光的反射規(guī)律即可做出對(duì)應(yīng)的入射光線；利用光的折射規(guī)律做出光的折射光線．
（3）當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器接通電磁鐵電路，使信號(hào)燈開(kāi)關(guān)閉合而燈亮．把電源、壓力傳感器、線圈串聯(lián)組成電磁鐵電路，把信號(hào)燈、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電源串聯(lián)組成控制電路．
解答：解：（1）由圖可見(jiàn)，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(huà)出最小的動(dòng)力F₁，如下圖：
重物的重力為阻力，則O到重力作用點(diǎn)的垂線段就是阻力臂，用L₂表示，如下圖：

（2）根據(jù)反射光線OB與水面的夾角可知，反射角為50°，過(guò)入射點(diǎn)做出法線，利用反射角等于入射角，且反射光線與入射光線分居法線的兩側(cè)，由此可以做出對(duì)應(yīng)的入射光線．如圖所示：

（3）這是一個(gè)電磁繼電器的工作原理圖，如圖所示，壓力傳感器、電磁鐵、電源組成控制電路；信號(hào)燈、電源、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)組成工作電路．

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．