研究分子势能是微观领域中研究物体内能的重要部分,已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图甲所示。
(1)定性说明Ep-r曲线斜率的大小及正负的物理意义;
(2)某双原子分子系统中两原子在其平衡位置附近振动时,可做如下近似:如图乙所示,原子A固定不动,原子B做简谐运动,其振动的范围为r0-b≤r≤r0+b,其中b远小于r0,在r=r0点附近,Ep随r变化的规律可近似写作Ep=Ep0+k2(r-r0)2,式中Ep0和k均为常量。
①请结合简谐运动的知识:回复力与位移满足F=-kx的关系,在图丙中画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线(规定向右为正方向);
②求B原子在振动过程中的最大动能。

E
p
=
E
p
0
+
k
2
(
r
-
r
0
)
2
【考点】简谐运动的回复力;分子势能及其与分子间距的关系.
【答案】(1)曲线斜率为正时,分子力表现为引力,曲线斜率为负时,分子力表现为斥力;
(2)①原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线见解析;
②B原子在振动过程中的最大动能为。
(2)①原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线见解析;
②B原子在振动过程中的最大动能为
1
2
k
b
2
【解答】
【点评】
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