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碰撞是自然界中的一种普遍现象,也是一种基本的相互作用形式,无论在宏观世界还是粒子物理领域都是一个极具应用价值、值得深究的问题.中学阶段,碰撞模型的建立是简单的系统概念的应用,是对相互作用矢量关系的深化.在生活上和教学工作过程中,我们把碰撞理解为物体之间由于内力作用导致系统内部物体运动状态发生变化或者能量形式发生转化的过程.粒子物理中这种相互作用过程中的能量转化还会导致粒子形态发生变化,形成新的粒子或者出现新的物质形态.在现代物理的前沿领域,粒子对撞在粒子物理或者高能物理领域应用颇多.故,在基础教育阶段,条件许可的话我们有必要对碰撞过程中物体之间的动能转化做细致深入的理解.这里重点从原理上建立碰撞模型来说明一些动能损失的相关问题,进而细致解释为什么碰撞过程中物体黏到一起时系统动能损失最大.
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(4)继续讨论,假定弹簧与m1接触后与弹簧连在一起不分开.当弹簧回到原长后,由于v2′>v1′,m1与m2距离开始拉大,弹簧伸长.m1在弹力作用下做加速运动,m2在弹力作用下做减速运动.但是只要m2的速度大于m1的速度,它们二者之间的距离就会继续拉大.当二者速度相等时,弹簧伸长量达到最大如图6.此时共同速度根据(1)式仍为v=SX(]m1AKv→D]1 m2AKv→D]2]m1 m2SX)],能量损失与第(3)式同.m1与m2组成的系统动能损失最大,损失的动能转化为弹性势能.也再次说明了碰撞过程中当两个物体具有共同速度时动能损失最大,又一次出现文讨论(2)中所说的完全非弹性碰撞情形.
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