浅论中学物理中的矢量与标量

张继

摘要：在中学物理课程的讲授过程中，正确把握矢量与标量的关系和区别，是完成教学过程以及学生进行下一步学习的关键。对此，本文就中学物理课程中关于矢量与标量的相关问题进行探讨研究。

关键词：中学物理 ；矢量；标量

在中学物理课程的学习过程中，准确把握矢量与标量之间的关系以及矢量与标量前正负号的准确意义具有非常重要的作用。因此，在知识的传授与学习过程中准确把握矢量与标量的运算方法，以及相应的解题思路和技巧，对于提高学生的解题能力和知识水平有重要的现实意义。

教师在物理教学中传授矢量与标量的相关用法中发挥着不可替代的作用，首先，教师应当引导学生掌握矢量和标量的相关基础知识和含义，使学生都能够熟练掌握其基本用法和意义；其次，教师要时刻把握教学的深度，结合学生的实际情况，制定切实可行的方法，使学生在掌握相关知识的前提下不致于迷失了物理学习的方向；最后，教师应当培养学生应用该矢量和标量进行解题的思路和方法，使学生能够举一反三的去解决物理难题，发挥自身优势，更好地学好物理学科。

一、 矢量与标量的区别。

在对这矢量和标量进行学习和掌握的过程中，我们要着重注意以下几个方面的問题：首先，把握好二者的根本区别，那就是标量只是单纯的表示大小，并不能表示含有方向的量，比如时间、质量等，而矢量即表示大小又表示方向，比如线速度、角速度以及力等。

例如：F1为5N，F2为2N，他们在同一个水平方向上作用于某一件物体，忽略其它力的作用，求合力。通过阅读题目我们发现，其中两个力均为正数，那么合力便是这两个力数学运算中的数字相加，结果为7N。若果两个 力的方向相反，则结果为4N，力的方向与F1的方向一致，由此可见，力的方向在具体的运算过程中起到了非常关键的作用。

其次，矢量与标量的运算方法不同。标量的计算只是按照数学法则进行相应的运算，比如物理叠放产生的重力只需要将二者的重力相加即可，而矢量的计算过程中还必须要考虑力的方向问题，如果两个力F1、F2对物体的作用方向不一致，那么要通过相应的四边形法则将力合成到同一方向，才能进行下一步的数学运算；最后，矢量和而标量中都有用正负号来进行表示的数字，但二者的意义有很大的区别。标量中的正负号可以表示大小，比如温度有正负之分，可以表示相反的物理过程比如功和热量等有正负之分，还可以表示特性 ，比如电荷中正负电荷之分；而矢量中数字前面的正负号仅仅表示相关作用力及物理量的方向，如F1=8N，F2=-4N，表示的是F1的方向为选定方向，大小为8N，-4N表示的是大小与4N，方向与F1相反方向的力。

二、矢量与标量在解题中的应用。

矢量和标量的区别和运算在具体的物理题型中非常常见，对其进行准确的区分是非常重要的，在标量的计算过程中，我们可以直接代入公式进行相关数学法则的运算，而矢量的计算非常复杂，首先要确定食量的方向后，才能进行下一步的具体运算。

例题2，电梯以 2 m/s 的速度保持匀速向上运动，当其到达某一个高度时电梯上掉下一各物体，这个物体经2 s 的时间的 自由落体运动后到达地面，求物体脱离电梯时的高度，其中g = 10 m/s2。首先我们确定的是物体是以V=2m/s 的速度在匀速上升，这是一个矢量问题，矢量的方向与电梯上升的方向一致，其次，利用公式H = v0·t + 1 /2g·t2进行运算，其中高度和时间为标量，其他数据均为矢量；最后，选定向下的方向为正方向进行运算，那么原来的速度在公式中应该表示为-2m/s。将其代入公式运算即可得到准确结果。

例题3，在一个斜角为 α 的粗糙斜面上，静止着一个质量为m 的物体，求这个物体物体所受到的摩擦力。我们首先对物体进行受力分析，物体受到一个垂直于静止平面向上的支持力N，还有一个垂直向下的重力G 和及一个平行于平面向上的摩擦力f。物体是静止与平面上的，所以它所有受到的力的合力应该互相平衡，及在每一个方向上的力都是平衡的。根据平行四边形的法则将它分解为垂直平面向下的力及平行向下的力，这两个力刚好与支持力（ N = Gcosα） 、摩擦力（ f = Gsinα） 保持着相平衡的状态。最后根据公式计算出，物体所受的摩擦力为f=Gsinα = mgsinα，这是一个矢量的表示，其方向为沿水平面向上。

小结：在物理课程中，对矢量和标量的准确把握是首先要解决的问题。在具体的矢量与标量应用过程中，首先要确定好方向问题，这是最好这类题目的最关键的部分，也是最先要解决的问题；其次，要明确数值之中正负号的准确含义，并与其它干扰项中正负号进行区分和鉴别；最后，利用相应的物理规则及定义对受力情况进行合理的分解与合成，从而确保解题的正确性。只有如此，才能巧妙解题，提高应用矢量、标量解题的水平，促进学生物理综合能力的提高。

参考文献：

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[2] 谢志鹏.高中物理中“+”、“-”号的处理技巧[J].陕西教育（教学），2005.7.1

[3] 林中锋.高中物理矢量与标量中的正负号含义[J].科技风，2013.12.25