(1)如图1,气球在空中沿虚线方向做匀速直线运动,不计空气阻力,请画出气球的受力示意图.
(2)如图2给出物体AB及像A′B′的位置,请在图中画出凸透镜及其焦点F的大致位置.
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解:(1)气球在空中沿虚线做匀速直线运动,因此它受到的力是平衡力,在竖直方向上,气球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,过重心(球心),分别画出竖直向下的重力和浮力,注意二者等大、方向、共线,如图所示:
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(2)连接AA′与主光轴相交于一点O,则O为凸透镜的光心,从而确定凸透镜的位置.
由A做平行于主光轴的光线,则通过凸透镜的会聚后过焦点而会聚在A′点.则折射光线与主光轴的交点F为焦点的位置.
由于光路是可逆的,所以由A′点平行主光轴射向凸透镜的光线过焦点并会聚于点A,如图所示:
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解析分析:(1)不计空气阻力,空中飞行的物体只受重力作用;但是气球做的是匀速直线运动,因此还受到浮力作用,然后根据重力的方向是竖直向下的,浮力的方向是竖直向上的画出这两个力.
(2)要解决此题,需要掌握凸透镜成像的原因.知道像点是由发光点通过凸透镜会聚而形成的.
还要知道过光心的光线,传播方向不变.平行于主光轴的光线会聚于焦点.同时要知道光路是可逆的.
点评:①会对物体进行正确的受力分析,会用力的示意图表示出力的作用点和方向,牢记重力的方向总是竖直向下的.
②此题主要考查了凸透镜成像的原因及凸透镜对光线的作用.知道由物体发出的光线经凸透镜后恰好会聚于像点.同时要掌握三条特殊的光线.