材料:

在物理學(xué)習(xí)中,知道一個物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生一段位移,這個力就對物體做了功.而力對物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦這三者的乘積.若設(shè)力和位移的夾角為α,則當(dāng)α=時,cosα=0,此時力對物體所做功為零,如圖(1)重力和支持力對物體所做的功為零;當(dāng)0≤α<時,cosα>0,此時力對物體所做的功為正功,如圖(2)人用力拉車前進(jìn),此時拉開力對車所做為正功;當(dāng)π≥α>時,cosα<0,此時力對物體所做的功為負(fù)功,如圖(3),人向后拉車的力對車所做功為負(fù)功.力與位移都是向量,而功則可以抽象為數(shù)學(xué)中向量的數(shù)量積.

由上面的這段話,你能不能概括出向量數(shù)量積的定義?并且說出何時向量的數(shù)量積是正值?何時是負(fù)值?何時是零?

答案:
解析:

力和位移對應(yīng)于數(shù)學(xué)中的向量,它們的大小對應(yīng)于數(shù)學(xué)中的向量的模,力和位移的夾角則對應(yīng)于數(shù)學(xué)中兩個向量的夾角,由此可知兩個向量的數(shù)量積等于這兩個向量的模與它夾角余弦值之積,而這個積的正負(fù)則取決于這兩個向量的夾角的大。


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拖拉機(jī)拉著耙,對耙的拉力是斜向上方的,我們可以說,這個力產(chǎn)生兩個效果:使耙克服泥土的阻力前進(jìn),同時把耙向上提,使它不會插得太深.這兩個效果相當(dāng)于兩個力分別產(chǎn)生的:一個水平的力F1使耙前進(jìn),一個豎直向上的力F2把耙上提,即力F可以用兩個力F1F2來代替,即力F被分解成兩個力F1F2

利用你所學(xué)知識,能不能將上面的物理知識抽象為數(shù)學(xué)知識?這一數(shù)學(xué)知識有何作用?

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由我們以前所學(xué)可知,功是一個標(biāo)量,它只有大小沒有方向,而力、位移是矢量,它們既有大小又有方向.也就是說兩個矢量通過某種運(yùn)算得到了標(biāo)量,物理學(xué)中的這種運(yùn)算抽象為數(shù)學(xué)知識就是向量的數(shù)量積.

根據(jù)上面的材料,你能不能給出向量數(shù)量積的定義?

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