下载PDF文件
下载PDF文件
向量是包括大小和方向的物理量,比如,速度、加速度和位移,与速率、距离、能量等只含有大小的标量不同,标量可以直接相加(比如5kj的功加6kj的功等于11kj的功),而向量的加减法要更复杂。本文将教会你如何进行向量加减法。
步骤
-
先来定义向量的头和尾。 随便画一个向量,按比例缩放或者任意画一个向量都可以。如果你是按比例缩放画向量的话,一定要注意角度要保持不变。
-
再画另一个向量,该向量的尾部和之前的向量头部相连。
-
继续画向量。 画向量的顺序以及向量的长度任意,只需要保持头尾相连即可。
-
将第一个向量的尾部和最后一个向量的头部连接起来。 这样就得到了一个新的向量,这个向量就是之前几个向量的合向量。
- 如果你是按照比例缩放画向量,那么你要保证角度不变,然后用尺子量出合向量的长度,再测量出合向量和指定向量的角度,或者和水平方向的夹角。
- 如果你画的是草图,你可以用三角法来计算合向量的大小。需要用到正弦定理和余弦定理。如果你要计算两个以上的向量的和,你可以先计算其中两个向量的和,然后用这两个向量的合向量再和第三个向量求和,然后以此类推。
-
描述合向量。 比如,如果向量代表的是速度,那么最后的结果可以描述成,“速度是 x ms -1 ,和水平/垂直方向的角度是 y ” o广告
这个方法通常用在位于直角平面中的向量上,不过也可以用在别的向量上。
-
将每一个向量分解成互相垂直的两个向量。 比如,将向量按照水平和垂直两个方向分解。通常在直角平面中,按照x轴方向和y轴方向分解。沿着x轴方向分解所得的向量记为 i ,沿着y轴方向分解所得的向量为 j 。
- 要将力进行分解,你需要知道力与水平方向和竖直方向,即x轴和y轴的夹角。角度已知的情况下,你可以以力作为斜边构造直接三角形,而直角三角形的两边分别沿x轴和y轴方向。两直角边的长度就是力沿这两个方向分解之后的大小,可以通过三角函数计算出来。与夹角相邻的直角边用xcos(角度)来计算,与夹角相对的直接边用xsin(角度)来计算,其中x的大小就是原力的大小。
- 如果一个分力指向左或者指向下,就给这个分力标个负号(-)。
-
将所有向量的水平分量(沿x轴的向量)相加,将所有向量的竖直分量(沿y轴的向量)相加。 如果某一向量前有负号(-),那么这个向量要被减去,而不是加上。
-
使用勾股定理计算合向量的大小。 勾股定理的形式是: c 2 =a 2 +b 2 ,其中 c 代表合力的大小, a 是x轴分向量大小的和, b 是y轴分向量大小的和。
-
计算合向量和水平方向(x轴方向)的夹角。 利用公式 θ=tan -1 (b/a) ,其中θ是合向量和水平方向的夹角。
-
描述合向量。
- 比如,如果向量代表的是力,那么结果可以描述成"大小为 x N的力,与水平方向/x轴的夹角是 y o "。
广告
小提示
- 不要混淆向量和标量。
- 相同方向的向量可以直接对向量大小进行加减。如果你要计算两个方向相反向量的和,那么你要用其中一个向量的长度减去另一个向量的长度。
- 在三维空间中利用公式 a 2 =b 2 +c 2 +d 2 求向量的长度。其中 a 是向量的大小,而 b, c, d 是向量在三个方向上的分量大小。
- 求用x i + y j + z k 描述的向量之间的加减,可以直接对三个分量的系数进行加减计算。最终结果的形式同样用i,j,k来表示。
- 列向量之间的加减法可以直接计算每一列上数字的和或差。
广告
广告