
自然坐标的单位方向矢量和直角坐标系中的单位方向矢量有何不同? A. 自然坐标中的单位方向矢量一般是变矢量。而直角坐标系中的是常矢量。 B. 没什么不同,都是单位矢量。 C. 都可以把矢量在这两个方向上投影。 D. 不确定。
正确答案是 A。
直角坐标系(笛卡尔坐标系)中,我们定义三个单位方向矢量:
、、(有时记作 )。它们
大小恒为 1;
方向在空间中固定不变(指向 、、 轴的正方向),是 常矢量。
自然坐标系(内禀坐标系)用于描述沿已知轨迹的运动。它有两个主要的单位方向矢量:
切向单位矢量 :沿质点运动轨迹的切线方向,指向运动方向(速度方向);
法向单位矢量 :在密切平面内垂直于 ,指向轨迹曲线的曲率中心。
这两个矢量的特点是:
虽然它们的大小始终为 1,但 方向随着质点在轨迹上的位置不同而改变,因此它们是 变矢量,是位置(弧长)的函数。
A. 自然坐标中的单位方向矢量一般是变矢量。直角坐标系中的是常矢量。
正确,符合上述说明。
B. 没什么不同,都是单位矢量。
错误,因为除了“单位长度”这个共性之外,一个常矢量、一个变矢量,有本质不同。
C. 都可以把矢量在这两个方向上投影。
虽然投影确实可以进行,但这描述的是功能,不能说明两者的本质区别,而且“两个方向”在自然坐标中是指切向和法向(二维平面运动时),直角坐标中是三个固定方向,选项没有切中“有何不同”的关键点。
D. 不确定。
错误,因为有明确区别。
因此,最准确回答“有何不同”的选项是 A。