浅谈物理量的方向性
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摘要：物理量按方向性可分为矢量和标量，本文通过实例运用平行四边形法则和正交分解法求矢量的大小和方向。进一步明确矢量方向性的物理意义。
Abstract:The physical quantity may divide into the vector sum scalar according to the directivity, this article asks the vector through the example utilization parallelogram principle and the orthogonal resolution the size and the direction. Is further clear about the vector directive physics significance.
关键词：矢量、标量、角度、方向、平行四边形法则、正交分解法。
Key words:Vector, scalar, angle, direction, parallelogram principle, orthogonal resolution.
在物理教学过程中，经多教学实践发现，学生在解答有关习题时，经常在物理量的方向上出现这样或那样的错误，方向性在物理问题中占有重要位置，必须搞清楚才行。
一、矢量的方向性
物理量按有无方向性可分为矢量和标量。矢量在运算上应满足矢量合成的平行四边形法则。位移、速度、加速度、力冲量、动、电场强度、磁感应强度等，都是矢量。这些物理量在计算时，要物别注意方向性。
对于在一条直线上运动的物体来讲，一般先假设某一方向为正方向，凡与这个方向相同的物理量为正负。一般假设未知量与正方向一致。然后根据题意和所遵循的物理规律进行求解。若计算结果为正,表示与假设方向相同；若结果为负，表示与假设方向相反。
例如：一质量是60kg的人站在升降机中，当升降机(1)以0.5m/s2的加速度匀加速上升时;(2)以0.3m/s2的加速度匀减速下降时,人对升降机底板的压力是多少?
解：(1)设:升降机向上运动方向为正方向.
因为人受两个力,向下的重力mg,向上的底板支持力N.当升降机匀加速上升时,加速度的方向与速度方向相同,应为正:
a=0.5m/s2由牛顿第二定律知:
N－mg=ma
N=mg+ma=m(g+a)=618N
由牛顿第三定律,人对底板的压力为N/=-N=-618N,
负号表示向下；
(2)设:向下运动方向为正方向.
人受向下的重力mg,底板向上的支持力N，当升降机匀速下降时，加速度方向与速成度方向相反。a=-0.3m/s2由牛顿第二定律知：mg-N=ma
N=mg-ma=m(g-a)=606N
由牛顿第三定律：人对底板压力N/=-N=-606,”-“表示与速度方向相反。有些时候，几个矢量不在一方向上，但是要求它们的迭加(合成)结果.这时应依题意,作好每个量的方向图，由矢量合成法则(平行四边形法则)求合成矢量。最后的方向与合成矢量的方向相同，如共点力的合成就是这样。对这类问题也可以将各矢量采取正交分解方法先分解各矢量，再求各分矢量的合成矢量。
如：求等到量异号电荷连线中垂线上一点p的场强。
设两点电荷电量分别为Q,－Q 它们到p点距离为r。
可用平行四边形法则和正交分解法去求其结果为：EP=(2KQ/r2)cosθ(θ为已知)
另外注意，只有矢量才可分解，标量是不能分解的。
二、与标量有关的方向性
有些物理量如路程，时间，质量，能量，电势，电流强度，电动势等，它们只有大小没有方向，符合代数运算法则，它们都是标量。计算上不心考虑方向性，但有些量却总是与方向发生紧密联系。如电流强度，是表示电路中电流强弱的物理量，没有方向性，通常所谓的电流方向，只有表示正电荷在导体中定向移动的方向。再如：电动势这一概念，是描述电源性质的物理量，但它有方向规定，通常把从负极经电源内部到正极的方向规定为电动势的方向，但它是标量，不是矢量。
三、角度与方向
在物理公式中，经常有我度出现，如求通电导线在磁场中的作用力公式：F=BILsinθ式中θ角应是磁感应强度方向之间的夹角。
例如：一匀强磁场，磁感应强度B=3T，方向如图所示，一通电直导线与磁力线成600角，放入磁场中，电流强度为I=5A,方向如图，导线长1m，这段导线受磁场力是多少？
解：由图可知，题中角度600，不是电流方向与磁感应强度方向的夹角，按公式F=BILsinθ计算，θ应取电流方向与磁感应强度之间的夹角1200
所以F=BILsin1200=12.9
若取θ=600计算,结果完全相同
但物理本质不同.再比如感生电动势的公式:∮=BIvsinα α 应为B与v之间的夹角.再如,磁场通量φ=BScosθ θ应为磁感应强度B与平面S法线间的夹角。公式中每一个角度，都有它的物理意义。有的是矢量之间的夹角，有的是矢量与标量之间的夹角，这些不同的角度都与一定的方向有关，不可轻视。