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研究分子勢能是微觀領域中研究物體內能的重要部分,已知某物體中兩個分子之間的勢能Ep與兩者之間距離r的關系曲線如圖甲所示。
(1)定性說明Ep-r曲線斜率的大小及正負的物理意義;
(2)某雙原子分子系統(tǒng)中兩原子在其平衡位置附近振動時,可做如下近似:如圖乙所示,原子A固定不動,原子B做簡諧運動,其振動的范圍為r0-b≤r≤r0+b,其中b遠小于r0,在r=r0點附近,Ep隨r變化的規(guī)律可近似寫作
E
p
=
E
p
0
+
k
2
r
-
r
0
2
,式中Ep0和k均為常量。
①請結合簡諧運動的知識:回復力與位移滿足F=-kx的關系,在圖丙中畫出原子B在上述區(qū)間振動過程中受力隨距離r變化的圖線(規(guī)定向右為正方向);
②求B原子在振動過程中的最大動能。
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:51引用:2難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.物理學中,力與運動關系密切,而力的空間累積效果——做功,又是能量轉化的量度。因此我們研究某些運動時,可以先分析研究對象的受力特點,進而分析其能量問題。已知重力加速度為g,且在下列情境中,均不計空氣阻力。
    (1)勁度系數(shù)為k1的輕質彈簧上端固定,下端連一可視為質點的小物塊,a.若以小物塊的平衡位置為坐標原點O,以豎直向下為正方向建立坐標軸Ox,如圖1所示,用x表示小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移。
    b.求小物塊的合力F與x的關系式,并據(jù)此說明小物塊的運動是否為簡諧運動;
    系統(tǒng)的總勢能為重力勢能與彈性勢能之和。請你結合小物塊的受力特點和求解變力功的基本方法,以平衡位置為系統(tǒng)總勢能的零勢能參考點,推導小物塊振動位移為x時系統(tǒng)總勢能EP的表達式。
    (2)如圖2所示為理想單擺,擺角θ足夠小,可認為是簡諧運動。其平衡位置記為O'點。
    a.若已知擺球的質量為m,擺長為L,在偏角很小時,擺球對于O'點的位移x'的大小與θ角對應的弧長、弦長都近似相等,即近似滿足:sinθ≈
    x
    L
    。請推導得出小球在任意位置處的回復力與位移的比例常數(shù)k2的表達式;
    b.若僅知道單擺的振幅A,及小球所受回復力與位移的比例常數(shù)k2,求小球在振動位移為
    A
    2
    時的動能Ek(用A和k2表示)。

    發(fā)布:2024/11/10 4:0:2組卷:191引用:3難度:0.5
  • 2.如圖所示,光滑水平地面上,質量為m的物塊B放置在質量為M的物塊A上,A通過輕質彈簧與豎直墻面相連,彈簧平行于水平面,初始時彈簧在外力控制下被壓縮。現(xiàn)解除外界控制,A、B由靜止釋放,釋放時A、B間恰好無相對滑動。設彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧始終未超過彈性限度,重力加速度為g,A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則下列說法正確的是(  )
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    發(fā)布:2024/11/15 1:0:1組卷:230引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,彈簧振子在光滑水平桿上的A、B之間做往復運動,O為平衡位置,下列說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/11/9 2:30:1組卷:108引用:2難度:0.7
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