【題目】在物理學中，研究微觀物理問題可以借鑒宏觀的物理模型，可使問題變得更加形象生動。彈簧的彈力和彈性勢能變化與分子間的作用力以及分子勢能變化情況有相似之處，因此在學習分子力和分子勢能的過程中，我們可以將兩者類比，以便于理解。

(1)質(zhì)量相等的兩個小球用勁度系數(shù)為k，原長為l0的輕彈簧相連，并置于光滑水平面上�，F(xiàn)給其中一個小球沿著彈簧軸線方向的初速度，整個系統(tǒng)將運動起來，已知在此后的運動過程中彈簧的彈性勢能大小Ep與彈簧的長度l的關(guān)系如圖甲所示。

①請說明曲線斜率的含義；

②已知彈簧最小長度為l1，求彈簧的最大長度l2為多大？

(2)研究分子勢能是研究物體內(nèi)能的重要內(nèi)容。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(guān)系曲線如圖乙所示。

①由圖中可知，兩分子間距離為r0時，分子勢能最小，請說出r=r0時兩分子間相互作用力的大小，并定性說明曲線斜率絕對值的大小及正負的物理意義；

②假設(shè)兩個質(zhì)量相同的分子只在分子力作用下繞兩者連線的中點做勻速圓周運動，當兩者相距為r1時，分子的加速度最大，此時兩者之間的分子勢能為Ep1，系統(tǒng)的動能與分子勢能之和為E。請在如圖乙所示的Ep—r曲線圖像中的r軸上標出r1坐標的大致位置，并求出此時兩分子之間的分子作用力大小。

【答案】(1)①彈簧的彈力，②l2=2 l0- l1；(2)①見解析，②圖見解析，

【解析】

(1)①曲線的斜率代表了彈簧的彈力

②當彈簧最長或最短時，兩球共速，由動量守恒定律得

mv0=2mv共

由能量守恒定律得

可得當彈簧最長和最短時，彈簧的彈性勢能相等，因此彈簧的形變量相等，即有

l2- l0= l0- l1

得

l2=2l0- l1

(2)① r=r0時，分子間相互作用力大小為零；斜率絕對值的大小，反映分子間相互作用力的大��；斜率的正、負，反映分子間相互作用力是引力或斥力。

② r1的坐標如圖所示，是引力部分斜率最大的位置；

由能量守恒定律得

Ek+Ep1=E

其中Ek為系統(tǒng)的動能。

設(shè)分子的質(zhì)量為m，則

對其中一個分子,由牛頓第二定律得

聯(lián)立得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】如圖所示是三個質(zhì)點A、B、C的軌跡，三個質(zhì)點同時從N點出發(fā)，同時到達M點，下列說法正確的是（ ）

A．三質(zhì)點從N到M的平均速度相同

B．三質(zhì)點從N到M的平均速率相同

C．到達M點時A的瞬時速率最大

D．從N到M的過程中，A的平均速率最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示.一根長導(dǎo)線彎曲成如圖所示形狀.通以直流電I.正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C.環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)．在電流I增大的過程中.下列敘述正確的是( )

A. 金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生

B. 金屬環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流

C. 懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的張力不變

D. 金屬環(huán)C仍能保持靜止狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩位同學在探究“兩個互成角度的力的合成”的實驗中，利用圖釘、木板、橡皮條、細繩套、彈簧測力計、白紙、刻度尺等器材進行有關(guān)實驗。

（1）其主要實驗步驟如下：

①將圖釘、白紙固定在木板上，把系好細繩套的橡皮筋掛在圖釘上

②用兩個彈簧測力計互成角度的拉伸橡皮筋，記錄此時兩個測力計的讀數(shù)F1、F2及其方向

③用一個彈簧測力計拉伸橡皮筋，并記錄此測力計的讀數(shù)F及其方向

④在白紙上作出三個力的圖示，并探究它們的關(guān)系

以上步驟中，存在問題的步驟是_________。（填寫步驟前的序號）

（2）如圖甲、乙所示是這兩名同學探究得到的結(jié)果，則可判定其中______（填“甲”或“乙”）實驗結(jié)果是尊重實驗事實的。

（3）兩彈簧測力計拉力的圖示已在圖丙中作出，方格每邊的長度表示1.0N，按照作圖法可得合力的大小為_________N。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩塊平行金屬板正對著水平放置，兩板分別與電源正、負極相連．當開關(guān)閉合時，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點．則

A. 當開關(guān)S閉合時，若減小兩板間距，液滴仍靜止

B. 當開關(guān)S閉合時，若增大兩板間距，液滴將下降

C. 開關(guān)S再斷開后，若減小兩板間距，液滴仍靜止

D. 開關(guān)S再斷開后，若增大兩板間距，液滴將下降

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在圓軌道上運行的國際空間站里，一宇航員A靜止（相對空間艙）“站”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”B上，下列說法正確的是（　�。�

A.宇航員A處于平衡狀態(tài)

B.宇航員A所受地球引力與他在地面上所受重力相等

C.宇航員A與“地面”B之間無彈力作用

D.若空間站外有一天線突然斷裂，天線不會掉落，還會與空間站一起做圓周運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖1是“研究平拋物體運動”的實物裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。

(1)在做“研究平拋運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是_____。

A．游標卡尺 B．秒表 C．坐標紙 D．天平 E．彈簧測力計 F．重垂線

(2)實驗中，下列說法正確的是（______）

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下

B．斜槽軌道必須光滑

C．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當多一些

D．斜槽軌道末端可以不水平

(3)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖2中y－x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是_____；

(4)圖3是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為_____m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0cm，則小球在C點的速度vC為_____m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

（1）為了減少______________帶來的誤差，打點計時器的兩個限位孔中心連線應(yīng)在一條豎直線上。

（2）如圖（b）是某次實驗的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G是連續(xù)的七個點。為驗證重錘對應(yīng)B點和F點時的機械能是否相等，并使數(shù)據(jù)處理簡便，應(yīng)測量__________兩點間的距離，___________兩點間的距離和B、F兩點間的距離。

（3）若重物質(zhì)量為0.200kg，B、F間的距離為12.00cm，g取9.8m/s2。對應(yīng)B到F的下落過程中，重錘重力勢能的減少量= _________ J（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

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【題目】平行板玻璃磚橫截面如圖，上下表面足夠大，在該截面內(nèi)有一束復(fù)色光從空氣斜射到玻璃磚的上表面，從下表面射出時分為a、b兩束光，則（　　）

A.在玻璃中傳播時，a光的傳播速度較大

B.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大

C.以相同的入射角從水中斜射入空氣，a光的折射角大

D.增大入射光在上表面的入射角，可能只有一種光從下表面射出

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