用矢量語言描述物體的運動

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
    我們在研究自然現(xiàn)象的規(guī)律時,除了使用日常語言(自然語言)外,還要使用科學(xué)語言。這是因為我們?nèi)粘J褂玫恼Z言雖然豐富多彩、能生動地表達(dá)我們的思想、感情、具有許多復(fù)雜的功能,但這種語言有時多義、語法復(fù)雜,不能引起無歧義的唯一理解,因不利于科學(xué)研究。我國古代數(shù)學(xué)曾在世界上處于先進(jìn)行列,后來落后了的一個重要原因是沒有創(chuàng)造出一套合理的、統(tǒng)一的符號體系(數(shù)學(xué)語言),不能將問題形式化、普遍化。我們應(yīng)該重視科學(xué)語言的學(xué)習(xí)和使用。
  
  科學(xué)語言包括科學(xué)術(shù)語、符號、公式和圖表,具有含義精確、形式簡潔的特點。在科學(xué)技術(shù)的許多部門都有廣泛應(yīng)用的矢量語言,具有這些特點。在質(zhì)點運動學(xué)中,我們用矢量表述物理量的定義和物理量間的關(guān)系,具有內(nèi)容準(zhǔn)確、形式簡潔、不依賴于坐標(biāo)系擇的優(yōu)點,這當(dāng)然給我們研究問題、分析解決問題帶來很大方便。高中物理教師應(yīng)該理解質(zhì)點運動方程的矢量表述形式,熟悉由具體問題的分析得到矢量方程以及選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系變?yōu)橄鄳?yīng)的標(biāo)量方程求解的方法.本書對一些問題的分析求解就采用這種方法。
  
  創(chuàng)造矢量語言不容易,學(xué)習(xí)、掌握矢量工具也有困難,對第一次接觸矢量的高中學(xué)生就更困難。初學(xué)者很不習(xí)慣這種既有大小又有方向且遵從特殊運算法則的矢量,對矢量合成、分解的許多不同于標(biāo)量的特點(平行四邊形定則)感到奇怪、不好理解,這是自然的.教師應(yīng)根據(jù)自己對矢量的理解、教學(xué)實踐和學(xué)生實際情況想法逐步解決。
  
  沒有必要對初學(xué)者給出矢量的嚴(yán)格定義,因為這是困難的。說“有大小和方向的量叫矢量”,這不是矢量的定義,電流強(qiáng)度也有大小、方向但不是矢量。說“有大小、方向且滿足平行四邊形定則的量叫矢量”也不是矢量的嚴(yán)格定義。對初等物理,懂得用一定指向的線段表示矢量(矢量的幾何表示),理解矢量的合成、分解滿足平行四邊形定則(矢量的結(jié)合規(guī)則),知道矢量可用3個分量表示(矢量的解析表示)已足夠用了。矢量的嚴(yán)格定義要考慮用矢量表述物理規(guī)律時,對同一參考系中的不同坐標(biāo)系具有相同的矢量形式這一特性。一般說,矢量是用變換關(guān)系來定義的。(參看朱照宣等編《理論力學(xué)》上冊P.201、下冊P.194)
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