Question

如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的分子势能E_P与两分子间距离的关系如图曲线所示。图中分子势能最小值为-E₀。若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是（      ）

A．乙分子在P点（x=x₂）时，加速度最大

B．乙分子在P点（x=x₂）时，其动能为E₀

C．乙分子在Q点（x=x₁）时，处于平衡状态

D．乙分子的运动范围为x≥x₁

Answer 1

【解析】由图知x=x₂时，分子势能最小，所以此位置为分子平衡位置，分子力为零，加速度为零（最小），则选项A、C错误；根据总能量为零，即E_P+E_k=0，乙分子在P点动能最大为E₀，在Q点动能最小（为零），所以乙分子的运动范围x≥x₁，则选项B、D正确。

答案：BD

【点拨】分子势能的变化取决分子力做功：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

选无穷远处分子势能为零时，设想两分子间距离由无限远减小到r₀，全过程分子相互作用的合力一直为引力，且做正功，故分子势能一直减小。因此，当在分子间距离为r₀时，合力为零，但分子势能小于无穷远处分子势能，不为零，为负值，这是由于选定了无穷远处分子势能为零所导致的。如果选分子间距离为r₀时分子势能为零，则两分子相距无限远时，分子势能为正值。

需要特别注意的是：由于物体分子距离变化，在宏观上表现为体积变化，微观的分子势能也发生相应变化。但是，不是宏观体积增大，微观的分子势能就一定增大。同样是宏观体积增大，有时是微观分子势能增大（在r＞r₀范围内），有时是微观分子势能减小（在r＜r₀范围内）。