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  • 有關(guān)速度、功是矢量還是標(biāo)量的問(wèn)題.

    有關(guān)速度、功是矢量還是標(biāo)量的問(wèn)題.
    初學(xué),無(wú)知莫噴.
    正如矢量的定義:既有大小,又有方向的物理量.那么速度的定義是:表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.按照我的理解,速度是沒(méi)有方向的,那為什么速度是矢量?
    標(biāo)量的定義是只有大小,沒(méi)有方向.而一個(gè)物體受到力的作用,并在力的方向上移動(dòng)了一段距離,我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功.“在力的方向上"不就是有方向嗎?為什么功是標(biāo)量?
    物理人氣:920 ℃時(shí)間:2020-04-16 22:27:28
    優(yōu)質(zhì)解答
    中學(xué)書(shū)本上對(duì)速度的定義并不準(zhǔn)確,比較準(zhǔn)確的速度定義應(yīng)該是“表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量”,既包含大小,也包含方向.
    關(guān)于功,功是一個(gè)過(guò)程量,所描述的是力在物體沿力的方向發(fā)生位移的過(guò)程中的積累效應(yīng),也可以說(shuō)是力的空間積累效應(yīng).從這里來(lái)說(shuō),確實(shí)也無(wú)法說(shuō)清這個(gè)問(wèn)題.但是,功還有另外一個(gè)比較好的定義:功是機(jī)械能在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的度量,也就是“機(jī)械能的變化量”,既然機(jī)械能是標(biāo)量,那么功當(dāng)然也是標(biāo)量.
    另外,有一點(diǎn)別被誤導(dǎo),雖然每一本中學(xué)(甚至是大學(xué))教科書(shū)上都寫(xiě)著:矢量是既有大小,又有方向的物理量,標(biāo)量只有大小沒(méi)有方向.但事實(shí)上區(qū)分矢量與標(biāo)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單,物理量也并不是只有標(biāo)量和矢量?jī)煞N.比如你上面說(shuō)的“功”是個(gè)好例子,另外還有一個(gè)更好的例子,電流強(qiáng)度有大小有方向,但它卻是個(gè)標(biāo)量.嚴(yán)格區(qū)分標(biāo)量與矢量需要用矩陣、張量代數(shù)等等的相關(guān)知識(shí),還有自由度的合并等等的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ).(具體的可以百度百科“張量”)
    高中時(shí)只需記得哪些是標(biāo)量、哪些是矢量,以及矢量間的加減法、數(shù)乘、點(diǎn)乘運(yùn)算.具體的理解到以后自然會(huì)懂.那。。。速度有方向嗎?我理解不了。。。速度當(dāng)然有方向啊,速度的表達(dá)式是位移隨時(shí)間的變化率,v=dx/dt(這是微分定義式,其中位移x和速度v都是帶箭頭的矢量,看不懂沒(méi)關(guān)系,時(shí)候到了自然就懂了)
    高中需要理解的是“變化率”這個(gè)詞,很多物理量的定義方式都是比值定義法,比如加速度是速度隨時(shí)間的變化率,功率是功隨時(shí)間的變化率,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是磁通量隨時(shí)間的變化率。
    不僅大小有變化,有的時(shí)候方向也有變化,速度的方向就是位移變化的方向,也就是初始時(shí)刻指向末時(shí)刻物體所在位置的方向。
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