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1 # Alien老王
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2 # 磚業科普稻殼張
向量運算就是不加正負號。
向量運算是用平行四邊形法則回憶一下中學力學部分,講到力的合成時,用到的是平行四邊形法則。
我們可以寫
F合=F1+F2(a)
(注意手寫時,字母上應有箭頭,代表向量)
因為力和速度都是向量,是一個既有大小、又有方向的物理量。 我們用字母 F 代表兩個力時,字母中已經包含了這兩個力的方向。不用+F,也不用-F,F 本身就可以是任意定義的方向。
來看(a)式,其中的"+"號,並非表示力F2的正號,而計算合力用到的運算子號。
速度運算同理。
用正負號表示其實是向量運算標量化初中力學運算,只涉及到同一直線上的情況,這時計算合力,雖然也是向量運算,但可以簡化。用正負號代表兩個力是同向還是反向,此時向量運算簡化為標量運算。
合力運算如下
F = F2-F1 (b)
(b)式中"-"號表示F1與F2方向相反,此時字母F1,F2並不表示兩個力,而只表示兩個力的大小。
總結力和速度是向量,向量計算時不用正負號,而是按向量運演算法則。簡單情況下,向量運算可以簡化為標量運算,此時用正負號表示參與運算的兩個物理量是同向還是反向。
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3 # 物理小師
向量,也就是數學講的向量,題主可以複習下高二數學教材上學習的向量,向量怎麼運算,向量就怎麼運算。
向量的運算遵守平行四邊形定則(或三角形法則),對一個具體的向量而言,正負號代表了方向,絕對值才是大小。
高中物理裡面的向量有這些:力F(各種各樣的力,只要沾上“力”字的都是。)、速度v(包括瞬時速度、平均速度、線速度、角速度)、加速度a(瞬時加速度、平均加速度、向心加速度、切向加速度)、位移S、動量P、衝量I、電場強度E、磁感應強度B。
另外,速度的變化量Δv和動量的變化量ΔP也是向量!
向量運算帶正負號有兩種常見的情況:
① 在進行速度(加速度、位移)的合成分解時,A相對B的速度(加速度、位移)與B相對於A的速度(加速度、位移),正好相差了一個負號。
如果沒有帶上負號,合成或分解的結果就是錯誤的。
舉例說明,我們來看看《深圳市2020屆高三上學期第二次教學質量檢測理綜(物理)試題》其中一道多選題的第三個選項的求解。
為了求得小球b在最低點P時對軌道的壓力,必須根據速度的向量合成,先求出小球b相對於軌道(即滑塊a)的速度,而地面相對於滑塊a的速度與滑塊a相對地面的速度正好相差一個負號,這與數學裡面的向量運算相同,如圖一所示:
② 當我們把向量運算轉化成代數運算時,在規定了正負方向後,也必須帶上正負號(“+”一般省略不寫。),凡是與選定的正方向同向的物理量為正,反之,則為負。
以加速度為例,如果一個質點或物體做勻減速直線運動,在運用s=vt+½at²(v為初速度,手機輸入法沒有右下角標。)這個公式求位移時,一般以初速度方向為正,加速度a必須代入負號計算,否則結果就是錯的!
如圖二,先選定初速度的方向為正方向後,加速度a=-5m/s²,再代入位移公式求解。
再如,著名的動量守恆定律的推導,根據牛頓第三定律,參與對心碰撞的兩個小球受到的作用力是相互的,大小相等、方向相反,其中一個如果不加上負號,將導致錯誤的結果(圖三、四)。
向量帶負號參加運算的例子在物理學上還有很多,學習中必須用心揣摩。
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事實上計算時候都是用向量來表示的,你說的應該是在高中時候,那時候雖然說是向量,但是通常都是在一條直線上運動,甚至是同一方向運動,所以直接用數字表示,因為是同一方向,所以不加正號。
而真正的物理學是用向量函式來表示的,因為向量已經表明方向,所以不需要加正號。