Question

如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子在分子力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能E_P與兩分子間距離的關(guān)系如圖曲線所示。圖中分子勢(shì)能最小值為-E₀。若兩分子所具有的總能量為零，則下列說(shuō)法正確的是（      ）

A．乙分子在P點(diǎn)（x=x₂）時(shí)，加速度最大

B．乙分子在P點(diǎn)（x=x₂）時(shí)，其動(dòng)能為E₀

C．乙分子在Q點(diǎn)（x=x₁）時(shí)，處于平衡狀態(tài)

D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x₁

Answer 1

【解析】由圖知x=x₂時(shí)，分子勢(shì)能最小，所以此位置為分子平衡位置，分子力為零，加速度為零（最小），則選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；根據(jù)總能量為零，即E_P+E_k=0，乙分子在P點(diǎn)動(dòng)能最大為E₀，在Q點(diǎn)動(dòng)能最小（為零），所以乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍x≥x₁，則選項(xiàng)B、D正確。

答案：BD

【點(diǎn)撥】分子勢(shì)能的變化取決分子力做功：分子力做正功，分子勢(shì)能減小；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加。

選無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零時(shí)，設(shè)想兩分子間距離由無(wú)限遠(yuǎn)減小到r₀，全過(guò)程分子相互作用的合力一直為引力，且做正功，故分子勢(shì)能一直減小。因此，當(dāng)在分子間距離為r₀時(shí)，合力為零，但分子勢(shì)能小于無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能，不為零，為負(fù)值，這是由于選定了無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零所導(dǎo)致的。如果選分子間距離為r₀時(shí)分子勢(shì)能為零，則兩分子相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，分子勢(shì)能為正值。

需要特別注意的是：由于物體分子距離變化，在宏觀上表現(xiàn)為體積變化，微觀的分子勢(shì)能也發(fā)生相應(yīng)變化。但是，不是宏觀體積增大，微觀的分子勢(shì)能就一定增大。同樣是宏觀體積增大，有時(shí)是微觀分子勢(shì)能增大（在r＞r₀范圍內(nèi)），有時(shí)是微觀分子勢(shì)能減小（在r＜r₀范圍內(nèi)）。