人民教育出版社,全日制普通中學(xué)教科書(必修加選修),高一物理課本《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》一課中,描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量線速度(v)和角速度(ω)。書中講到了線速度是矢量,但沒(méi)有提到角速度(ω)是矢量還是標(biāo)量?不同的教材輔助參考書,對(duì)角速度(ω)是矢量還是標(biāo)量說(shuō)法不一。那么角速度(ω)是矢量還是標(biāo)量呢?筆者有以下見解與同行們共同磋商。
角速度(ω)物理意義是描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量。所以角速度(ω)可以用半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度(φ)跟所用時(shí)間(t)的比值來(lái)描述。這個(gè)比值叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度,則有ω=φ/t。角速度(ω)是矢量還是標(biāo)量呢?
(1)從三角函數(shù)的角度來(lái)考慮,在三角函數(shù)中,角度規(guī)定半徑逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角為正角;半徑順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角為負(fù)角。角度在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有方向的。時(shí)間(t)是標(biāo)量,所以角速度(ω)是矢量。
(2)從矢量的角度來(lái)考慮,線速度等于角速度(ω)乘以半徑(r),即v=ωr,在此公式中,半徑(r)是標(biāo)量,線速度(v)是矢量。如果角速度(ω)也是標(biāo)量,那么角速度(ω)乘以半徑r是標(biāo)量乘以標(biāo)量,標(biāo)量乘以標(biāo)量不可能等于矢量。所以角速度(ω)是矢量。
綜上所述角速度(ω)是矢量。
(欄目編輯羅琬華)