人民教育出版社,全日制普通中學教科書(必修加選修),高一物理課本《勻速圓周運動》一課中,描述勻速圓周運動的物理量線速度(v)和角速度(ω)。書中講到了線速度是矢量,但沒有提到角速度(ω)是矢量還是標量?不同的教材輔助參考書,對角速度(ω)是矢量還是標量說法不一。那么角速度(ω)是矢量還是標量呢?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動的快慢的物理量。所以角速度(ω)可以用半徑轉過的角度(φ)跟所用時間(t)的比值來描述。這個比值叫做勻速圓周運動的角速度,則有ω=φ/t。角速度(ω)是矢量還是標量呢?
(1)從三角函數的角度來考慮,在三角函數中,角度規定半徑逆時針方向旋轉的角為正角;半徑順時針方向旋轉的角為負角。角度在旋轉過程中有方向的。時間(t)是標量,所以角速度(ω)是矢量。
(2)從矢量的角度來考慮,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)是標量,線速度(v)是矢量。如果角速度(ω)也是標量,那么角速度(ω)乘以半徑r是標量乘以標量,標量乘以標量不可能等于矢量。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)