A-Level物理中的“方向”，附学习建议

很多学生初中的时候物理成绩很好，到了高中就非常不适应。原因之一就是初中阶段研究的物理量绝大多数是scalar quantity（标量），而A-Level阶段绝大多数为vector quantity（矢量）。

新航道合肥学校A-level学科主讲人

托福/雅思语法、托福阅读

A-Level物理/化学/进阶数学主讲

毕业于985院校西北农林科技大学

曾任职世界500强企业运营经理岗位

本文作者：刘连飞

01、什么是vector quantity？

简言之，既有大小（magnitude）又有方向（direction）的物理量是矢量。

什么叫方向？

举个例子：一个人从A点沿直线走到B点，花了1min，走了70m；又从B点走到C点，花了2mins，走了120m。

这个情景当中，衍生几个问题：

1）一共走了多次时间？3min。

2）一共走了多少行程？190m。

3）A点和C点之间的距离是多少？

这时候就不能草率地回答190m，因为要考虑方向，从B走到C是否和从A走到B方向一致？这时候就会涉及到新的概念displacement（位移）。因为方向不同A点和C点的距离应该是一个范围，这里是50m至190m之间。

A-Level考试中经常考的物理概念包括：

Speed（速率） 和 Velocity （速度）

Distance（路程）和 Displacement （位移）

A-Level全球统考中曾经出现这样的题目：

（a）问直接问概念，区别就是有没有方向的问题。

答案：Vector quantities have direction，while scalar quantities don’t.

（b）先要注意审题，核心条件是one complete lap 一整圈，问题是对一个观点进行判断，不管跑多快average velocity 都是0. 链接到我们所学的物理知识，不管跑多快指的是speed，是标量。

Average velocity，是要考虑方向的。一整圈，那就是回到原点，所以位移是0，那么average velocity自然是0.

本小题3分，要注意组织好答案进行踩分。

Average velocity = Total displacement/Total time（1分）

Because the student who runs one complete lap ends where he starts, the total displacement will be zero. （1分 ）

Therefore, his average velocity will be zero. （1分）

本题是直接考察概念，属于较易题。

02、矢量的运用规则

标量有标量的运算规则，矢量也有自己独特的运用规则。矢量的运算核心原则是效果相同。比如说一个人从原点向东走3m，再向北走3m，那么，通过等腰直角三角形运算可得，就相当于一开始直接向东北走4.26m。我们可以说向东3m+向北3m=向东北4.26m，这就建立了一个矢量运算的等式，和标量等式完全。同时，为了计算方面，我们也可以把向东北4.26m拆解成向东3m和向北3m。

这是displacement（位移）的合成与拆解，同时velocity也符合同样的规律。A-Level物理当中一个十分重要的运动学模型是抛体运动，话不多说，以实考真题来说明问题。本题问的是9s后的speed，显然指的是合速度的大小，本题直接按照曲线轨迹去求解是无法实现的。

可以分解成vertical component（竖直分量） 和 horizontal component（水平分量）：

竖直方向：先匀减速再匀加速直线运动，已知条件：initial velocity  acceleration  time

Final velocity：8-9*1.62=-6.58m/s

水平方向：匀速直线运动。速度保持为4 m/s

那么，通过直角三角形内计算，合速度大小为：可以得正确答案为B。

03、A-Level物理的一些学习建议

1. 为了方便计算，任何矢量都可以进行分解或者合成，A-Level物理常见的有运动、力和动量。

核心思想就是效果相等，具体方法和数学当中向量的计算方法一致。

2. 分解与合成的时候，注意分成相互垂直的两个方向，这样可以程度减小计算量。

3. 典型的运动学模型务必梳理掌握，例如各种抛体运动，实际上都是电场和磁场中相对较复杂的问题的原型。

希望今天新航道小编的分享可以帮助你彻底掌握物理方向这一块知识点。