【在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能.势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能.如重力势能】
在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能.势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.
(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处.现给小球一个水平初速度v0(v0<
2gR),使小球在碗中一定范围内来回运动.已知重力加速度为g.
a.若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b.求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出.
(2)如图2所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴.如果
选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图3所示.
a.假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上).当两分子间距离为r0时,b分子的动能为Ek0(Ek0<Ep0).求a、b分子间的最大势能Epm;并利用图3,结合画图说明分子b在x轴上的运动范围;
b.若某固体由大量这种分子组成,当温度升高时,物体体积膨胀.试结合图3所示的Ep-x关系图线,分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因.