如图,为手拉小球做圆周运动的情景,请在图甲中画出小球所受力的示意图.同时,一束光射向一块玻璃砖,在图乙画出这束光线进入玻璃和离开玻璃后的光路.
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解:(1)小球一定受到重力的作用,由于小球在绳子的拉力作用下做圆周运动,所以还受到绳子的拉力作用;
小球在水平面内做的圆周运动,它的运动方向时刻在发生改变,所以小球一定受到非平衡力的作用,小球受力如下图所示:
(2)过入射点,先画出法线,第一条折射光线是光从空气斜射入玻璃,根据折射角小于入射角画出;第二条折射光线是光从玻璃斜射入空气,根据折射角大于入射角画出,如下图所示:
解析分析:(1)力是改变物体的运动状态的原因,物体运动状态的改变包括物体运动快慢和运动方向的改变;小球做匀速圆周运动,运动方向变化,因此受到的是非平衡力.
(2)光的折射规律:
①当光从空气斜射入玻璃时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角;
②当光从玻璃斜射入空气时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角.
点评:(1)平衡力作用下的物体一定处于平衡状态,若物体不处于平衡状态,则物体一定是受非平衡力的作用.
(2)画折射光线时,把握住光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气,入射角和折射角的大小关系是不同的.