Question

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。

（1）如圖1所示，內(nèi)壁光滑、半徑為R的半圓形碗固定在水平面上，將一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）放在碗底的中心位置C處�，F(xiàn)給小球一個水平初速度v0（），使小球在碗中一定范圍內(nèi)來回運動。已知重力加速度為g。

a. 若以AB為零勢能參考平面，寫出小球在最低位置C處的機械能E的表達式；

b. 求小球能到達的最大高度h；說明小球在碗中的運動范圍，并在圖1中標出。

（2）如圖2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3所示。

a．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；并利用圖3，結合畫圖說明分子b在x軸上的運動范圍；

b．若某固體由大量這種分子組成，當溫度升高時，物體體積膨脹。試結合圖3所示的Ep-x關系圖線，分析說明這種物體受熱后體積膨脹的原因。

Answer 1