1. 图1(a)所示是环保垃圾桶，图1(b)为其简化示意图，环卫工人在B点用力使其静止。若将垃圾桶看成一个杠杆，O点为支点，A点为垃圾桶的重心。请在图(b)中画出：
（1）垃圾桶所受重力的示意图。
（2）若作用在点B的动力$F_1$竖直向上，请画出动力臂。

如图所示

【分析】
要解决本题，需明确两个核心作图要点：①重力示意图的画法：重力方向始终竖直向下，作用点在物体的重心；②动力臂的定义：动力臂是从杠杆支点到动力作用线的垂直距离。解题时，第一步先确定重心位置，画出重力示意图；第二步找到支点和动力作用线，作支点到动力作用线的垂线段得到动力臂。
【解析】
（1）画重力示意图：垃圾桶的重心在A点，重力方向竖直向下，因此从A点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，标注符号G，即为垃圾桶所受重力的示意图；
（2）画动力臂：杠杆支点为O，动力F₁的作用线是过B点竖直向上的直线，从支点O向F₁的作用线作垂线段，该垂线段就是动力臂，标注符号L₁。
【答案】
（按要求画出：从A点竖直向下的重力G；从O点到F₁作用线的垂线段L₁，图略）
【知识点】
重力示意图、力臂的画法、杠杆
【点评】
本题是基础作图题，考查重力示意图和力臂的规范画法，需牢记重力方向和力臂的定义，作图时注意线段的垂直关系和符号标注。
【难度系数】
0.3

2. 某同学研究滑轮的特点：
（1）研究定滑轮特点时，做的实验如图2(a)所示，据此可得到的结论是什么？
（2）研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图2(b)所示，据此可得到的结论是什么？

（1）定滑轮能改变力的方向，不能改变力的大小
（2）动滑轮能省力，不能改变力的方向

【分析】
本题需分别观察图(a)定滑轮实验和图(b)动滑轮实验的现象，对比力的大小与方向的变化，总结滑轮的特点。对于定滑轮，要观察不同拉力方向下弹簧测力计的示数，判断是否省力、是否改变力的方向；对于动滑轮，要对比弹簧测力计示数与物重的关系，以及拉力方向和物体运动方向的关系，进而得出对应结论。
【解析】
（1）在图(a)的定滑轮实验中，无论弹簧测力计沿竖直方向还是斜向拉动，弹簧测力计的示数都等于物体的重力（1N），说明使用定滑轮时拉力大小与物重相等，即不省力；但拉力方向与物体被提升的方向相反，说明定滑轮可以改变力的方向。因此定滑轮的特点为：能改变力的方向，不能改变力的大小。
（2）在图(b)的动滑轮实验中，弹簧测力计的示数为0.6N，小于物体的重力1N，说明使用动滑轮时省力；同时拉力方向与物体被提升的方向相同，说明动滑轮不能改变力的方向。因此动滑轮的特点为：能省力，不能改变力的方向。
【答案】
（1）定滑轮能改变力的方向，不能改变力的大小；（2）动滑轮能省力，不能改变力的方向
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】
本题是基础实验题，通过具体滑轮实验考查定滑轮和动滑轮的工作特点，要求学生准确观察实验中力的大小和方向变化，总结对应结论，属于对滑轮基础知识的巩固，难度较低。
【难度系数】
0.6

3. 一根粗细均匀的圆木，质量为20 kg，求它所受重力的大小。现将其放在水平地面上，若在它的一端将圆木稍稍抬起，求所需要的力至少是多大？(g 取 10 N/kg)

200 N 100 N

【分析】
本题分为两小问，第一问求圆木的重力，直接利用重力计算公式即可；第二问求抬起圆木一端的最小力，需将圆木视为杠杆，结合杠杆平衡条件分析，均匀圆木的重心在中点，抬起一端时支点在另一端，此时动力臂最大，对应的力最小，利用杠杆平衡条件计算即可。
【解析】
1. 计算圆木所受重力：根据重力公式 $ G = mg $，代入 $ m = 20\ \mathrm{kg} $，$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，得 $ G = 20\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 200\ \mathrm{N} $。
2. 计算抬起一端的最小力：将圆木视为杠杆，支点在未抬起的一端，动力作用在抬起端，此时动力臂 $ L_1 = L $（$ L $ 为圆木长度），阻力为圆木重力 $ G $，阻力臂 $ L_2 = \frac{L}{2} $（均匀圆木重心在中点）。根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，代入得 $ F × L = G × \frac{L}{2} $，约去 $ L $ 后，$ F = \frac{G}{2} = \frac{200\ \mathrm{N}}{2} = 100\ \mathrm{N} $。
【答案】
200 N 100 N
【知识点】
重力计算、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合重力计算与杠杆平衡的实际应用，第二问需掌握均匀物体重心位置及杠杆力臂的分析，属于基础力学应用题，难度适中。
【难度系数】
0.5