Question

【題目】在長期的科學實踐中，人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法，其中一種能量是勢能。勢能是由于各物體間存在相互作用而具有的、由各物體間相對位置決定的能。如重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能等。

如圖所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個分子，以a為原點，沿兩分子連線建立x軸。如果選取兩個分子相距無窮遠時的勢能為零，則作出的兩個分子之間的勢能Ep與它們之間距離x的Ep-x關系圖線如圖所示。

（1）假設分子a固定不動，分子b只在ab間分子力的作用下運動（在x軸上）。當兩分子間距離為r0時，b分子的動能為Ek0（Ek0<Ep0）。求a、b分子間的最大勢能Epm；

（2）利用圖，結合畫圖說明分子b在x軸上的運動范圍。

Answer 1

【答案】（1）Epm =Ek0-Ep0（2）△x=x2-x1

【解析】（1）當b分子速度為零時，此時兩分子間勢能最大，根據(jù)能量守恒，有Epm=Ek0-Ep0；

（2）由Ep-x圖線可知，當兩分子間勢能為Epm時，

b分子對應x1和x2兩個位置坐標，b分子的活動范圍△x=x2-x1，如圖所示。