人教版八年级下册物理期末复习 第11章 功和机械能 作图题 专练（有答案）-解析板
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1．如图为某城市轻轨车，请从节能角度为其设计一个停靠车站内轨道示意图，在虚线框内画出。
【考点】FU：动能和势能的转化与守恒．【分析】火车质量大，速度大，具有很大的动能，可借助动能与重力势能的转化设计停靠车站，使其合理利用机械能的转化。
【解答】解：火车质量大，速度大，具有很大的动能。火车进站时，可使其爬坡，将动能转化为重力势能，可尽快停下来；在出站时，火车下坡，再将重力势能转化为动能，使火车短时间内提速。故火车站台可设计成高出地面的形状。如图所示。
【点评】合理地利用动能与重力势能的转化，从而避免能量的消耗，是解答本题的关键。
2．一单摆小球，从A点放手后，经最低点B荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图上画出C点所在位置。
【考点】FU：动能和势能的转化与守恒．【分析】不考虑能量损失，小球经最低点B荡至另一侧的C点，C点与A点关于小球在B时的竖直线对称。
【解答】解：小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能；从B到C的过程中，动能转化为重力势能。不计能量损失，小球在C点和在A点具有的重力势能相同，所以C点与A点在同一水平线。画出小球在A位置时的悬挂点关于竖直线的对称位置，这一位置就是C的位置，如图所示：
【点评】本题考查动能与势能的相互转化，知道C点与A点对称是作图的前提与关键。
3．如图所示，轻质弹簧竖直固定在水平桌面上，从弹簧正上方O点自由释放一小球。当小球下落到A点时与弹簧刚好接触，继续向下压缩弹簧至最低位置B点，随即反弹上升，请画出小球从O点至B点其动能随运动距离变化的大致关系图象。（整个过程弹簧在弹性范内）
【考点】FO：动能的影响因素．【分析】将小球从O点下落直至B点的过程分成两段，对小球分别进行受力分析，根据两个力的合成判断小球的运动状态并结合影响动能的大小因素解答。
【解答】解：将小球从O点下落直至B点的过程分成两段：
一段是从O点到A点，在此阶段，小球质量不变，速度不断变大，动能不断增大；
一段从A点到B点，在此阶段，小球受到竖直向下的重力、竖直向上的弹力的作用，其所受重力始终不变，但所受弹力逐渐增大，首先是重力大于弹力，合力方向竖直向下，小球向下做加速运动，动能增大；当弹力大于重力时，合力方向竖直向上，小球做减速运动，动能减小，到达B点时，小球速度为0，动能为0，据此可画出其动能随运动距离变化的大致关系图象，如图所示：
【点评】此题考查与与图象的结合，关键是采取分割思想，将小球从O点下落直至B点的过程分成两段，对小球分别进行受力分析。
4．如图，在U形滑槽上方A处自由释放一小球，小球恰能沿光滑槽壁由左向右滑动，在图中用“○”表示出小球在滑槽右侧的最高位置（不计摩擦和空气阻力）。
【考点】FU：动能和势能的转化与守恒．【分析】物体在光滑的斜面上运动时，不受摩擦力，机械能是守恒的，据此分析。
【解答】解；不计摩擦和空气阻力，小球恰能沿光滑槽壁由左向右滑动，则机械能是守恒的，所以小球能够到达自由释放时的高度，即与A的高度相平，如图：
【点评】本题考查了能量守恒定律、机械能的转化，属于基础知识。
5．如图，在探究影响动能大小的实验中，铜球的质量大于钢球的质量。请你用表示下面图中木块停止的大致位置。
【考点】FL：动能大小的比较．【分析】物体动能的多少，可由它对外做功的多少来确定，而做功的多少，是通过木块运动距离的长短来反映的；根据图表中物体被推动的距离，可知钢球的动能与铜球动能的大小关系；从而确定木块停止的位置。
【解答】解：由题和图可知，铜球的质量大于钢球的质量，两球从同一高度h1由静止开始滚下，则它们滚动到斜面底端时的速度相同；
动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，在速度相同时，质量越大，物体的动能越大，
所以铜球的动能大，铜球对木块做的功多，铜球把木块推得更远，而钢球把木块推得较近，如下图所示：
【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。
6．如图所示，要想在此地修建一座水电站，在水电站选址时，从能源利用的角度来看，选择A址还是B址？说明理由。
【考点】FP：势能的影响因素．【分析】重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】答：建设水电站选址时，从能量利用角度来看，选择图所示的B址；
原因：B址与A址相比，B址的地势低，与水库的水位落差更大；在水的质量一定时，以B址为参照面，水库中的水相对于B址的重力势能更大，下落时，转化成的动能更多，推动水轮机转动，带动发电机发电，所转化成的电能也更多。
【点评】该题考查了水电站的工作原理和动能、重力势能的影响因素以及之间的相互转化。同时考查了液体压强的特点，是一道综合题，难度不大。
7．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。画出铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线
【考点】FO：动能的影响因素．【分析】动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度增大，动能增大；速度一定时，质量增大，动能增大。
【解答】解：
铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零（铅球处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。如图所示：
【点评】掌握动能大小的影响因素，能通过图象判断动能的大小变化。
8．如图所示，小球从a点释放，请标出小球重力势能最大的位置并涂黑。
【考点】FM：势能大小的比较．【分析】（1）重力势能的大小与物体的质量有关、物体的高度有关；
（2）由于空气摩擦的作用，机械能是有损失的，即一部分机械能转化为内能。
【解答】解：小球从a点释放，在运动过程中由于小球受到空气阻力的作用，所以小球运动到d点的高度比a点低；在质量不变时，小球在a点的高度最大，其重力势能最大，如下图所示：
【点评】知道重力势能和机械能大小影响因素是解决该题的关键。
9．如图乙所示，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度为L．用手向下压钢球使弹簧长度压缩到．释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处。请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化的大致关系图象。
【考点】FN：动能和势能的大小变化．【分析】将钢球从释放运动到最高点过程进行分解，分析各个阶段钢球受到的重力和弹簧的弹力关系，根据两个力的大小关系，确定合力的方向，分析钢球的运动情况，再结合动能大小的影响因素分析其动能变化，进而做出其动能随运动高度变化的大致关系图象。
【解答】解：
用手向下压钢球使弹簧长度压缩到，释放钢球后，钢球从到L的过程中，弹簧的弹力大于钢球的重力，其合力方向竖直向上，钢球向上做加速运动，动能不断增大；
当弹簧长度为L时，弹簧的弹力等于钢球的重力，钢球所受的合力为零，此时速度最大，动能最大；
当钢球从L上升到2L的过程中，离开弹簧前，弹簧的弹力小于钢球的重力时，合力竖直向下，钢球向上做减速运动，动能不断变小；离开弹簧后，钢球由于惯性继续向上运动，速度不断变小，动能不断减小；
当钢球到达最高点2L处时，速度为零，动能为零。
综上分析可知，钢球从到L过程中，动能从零逐渐增大；钢球从L到2L过程中，动能从最大逐渐减小为零，故作图如下：
【点评】本题考查动能和势能的大小变化，关键是分析小球的受力情况来确定小球的运动情况。中等难度，是常见题型，要熟练掌握。
