在研究物理學問題時,為了更好地揭示和理解物理現(xiàn)象背后的規(guī)律,我們需要對研究對象進行一定的概括和抽象,抓住主要矛盾、忽略次要因素,建構(gòu)物理模型。諧振子模型是物理學中在研究振動問題時所涉及的一個重要模型。

(1)如圖1所示,在光滑水平面上兩個物塊A與B由彈簧連接(彈簧與A、B不分開)構(gòu)成一個諧振子。初始時彈簧被壓縮,同時釋放A、B,此后A的v-t圖像如圖2所示(規(guī)定向右為正方向)。已知mA=0.1kg,mB=0.2kg,彈簧質(zhì)量不計。
a.在圖2中畫出B物塊的v-t圖像;
b.求初始時彈簧的彈性勢能Ep。
(2)雙原子分子中兩原子在其平衡位置附近振動時,這一系統(tǒng)可近似看作諧振子,其運動規(guī)律與(1)的情境相似。已知,兩原子之間的勢能Ep隨距離r變化的規(guī)律如圖4所示,在r=r0點附近Ep隨r變化的規(guī)律可近似寫作Ep=Ep0+k2(r-r0)2,式中Ep0和k均為常量。假設原子A固定不動,原子B振動的范圍為r0-a≤r≤r0+a,其中a遠小于r0,請畫出原子B在上述區(qū)間振動過程中受力隨距離r變化的圖線,并求出振動過程中這個雙原子系統(tǒng)的動能的最大值。
k
2
【考點】假設法;動量守恒與能量守恒共同解決實際問題.
【答案】(1)a.在圖2中畫出B物塊的v-t圖象如圖所示;b.初始時彈簧的彈性勢能為0.3J。
(2)原子B在上述區(qū)間振動過程中受力隨距離r變化的圖線如圖所示,雙原子系統(tǒng)的動能的最大值。
(2)原子B在上述區(qū)間振動過程中受力隨距離r變化的圖線如圖所示,雙原子系統(tǒng)的動能的最大值
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2
k
a
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:263引用:3難度:0.3
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