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自从平台上开始放了公开课之后
有很多小伙伴要求增加科目
从今天就增加了AP物理的教学视频
目前公开课涉及的科目有
pre cal、AP微积分AB & BC、多元微积分
经济、化学、物理
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话不多说,快来学习吧
前言
矢量(vector)是数学、物理学、工程学等多个自然学科中的基本概念,在美高常规、荣誉和AP课程的考试中经常出现,也是SAT2物理的必考内容。
矢量这个名字起源于物理学中既有方向又有大小的量,很多物理量必须用矢量来表示,所以,在物理学习中,矢量有非常重要的意义。
你以为自己已经完全掌握了矢量这个概念,不需要注意了,但往往正是这样的想法让你在考试中丢分
所以我们今天从这个最基本的概念入手,也希望大家明白一个道理,学习物理是需要一步步从细微之处夯实自己的知识。
教学视频

视频时长:
文字版内容
1. 矢量和标量的意义
矢量,又称为向量(vector),是一种既有大小又有方向的量
因常以箭头符号标示,以区别于其它量而得名。
直观上,矢量通常被标示为一个带箭头的线段。
线段的长度可以表示矢量的大小,而矢量的方向也就是箭头所指的方向。
矢量与物理天然相连,物理学研究的最本质之一是矢量。
物理学中的位移、速度、力、动量、磁矩、电流密度等,都是矢量。
学好矢量对我们以后学习受力分析,学习带点粒子在磁场中的运动等有非常重要的作用。
与矢量概念相对的标量。有些物理量只有大小而没有方向,这样的量就叫做标量(scalar)
而常见等标量有质量、温度、密度、时间、能量、电阻、电势能等等。
2. 矢量大小的比较
矢量的大小成为矢量的模,一般记为 “|a|”
如果空间中两个矢量经平移后能够重合,我们称这两个矢量平行
只有两个向量的大小和方向都相同,我们才能说这两个矢量相等。
3. 矢量和标量中正负号的意义
很多同学会对矢量和标量中的正负号产生疑惑,分不清他们所有代表的意义。
在数学中,正负号一般用来表示大于零或小于零,但在物理中,我们赋予了正负号丰富的物理意义。
例如,在一维情况下,为了区分矢量的方向,我们一般规定某一物理量的方向为正,那么与规定物理量相同的方向即为正,与此方向相反的物理量即为负,所以矢量的正负号并不表示大小的正负,而是方向的正负。
比如在匀变速直线运动中,假定初速度的方向为正,如果加速度也为正值,即表示加速度与初速度方向相同,若加速度为负值,即表示加速度方向和初速度反方向相反。
而标量只有大小,没有方向,除了表示数值大小外,有些标量的正负号带有一些特殊的意义。比如说,一个系统做功为正,表示系统对外界做功,若一个系统做功为负,则表示外界对系统做功
4. 向量的运算
物理学中常用的向量的运算包括加减运算和乘法运算。
我们经常把物理问题转化成相应的向量模型,来解决像是位移加法,力的合成,力的正交分解等相关问题,这也是物理1和物理C力学部分的重要考点。
向量的加法运算一般有三角形法和平行四边形法
三角形法
将几个矢量通过平移后首尾相连,然后以第一个矢量的首为起点,
最后一个矢量的箭头为终点,用另一个新的矢量将它们连结起来,最后连起来的矢量就是这几个矢量的和。

平行四边形法
将矢量平移至同一起点,和矢量即以他们作为邻边的平行四边形的共起点的对角线。

平面向量的正交分解
把一个向量分解为两个相互垂直的向量,叫做把向量正交分解。
选取适当的坐标系,以 O 为起点做向量 OA ,其在水平方向的分量为向量 OB, |OB|=|OA|cosθ ,在竖直方向的分量为向量 OC,向量 |OC|=|OA|sinθ

下面给大家分析一道受力分析的真题,这里面将涉及到向量的加减,乘积及正交分解。


5. 向量的积
向量的积分为数量积和向量积
已知两个非零向量a和b,它们的夹角为
,我们把数量

叫做a与b的数量积(或内积,或点乘积—笔者加),记作a
·
b,即a
·
b=
,而把a与b的向量积(或叉乘积),记作a
b,即a
b=c,其中c的大小为
数量积常用来考查力做了多少功,计算磁通量的大小;而向量积常用来考察线速度,扭矩,角动量等知识点,这一点咱们在以后的学习中再详细讲解。
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