?想必大家都看過《神偷奶爸》系列電影吧！你是更喜歡里面的溫馨家庭，還是超萌可愛的小黃人呢？
其實你忽略了一位非常重要的反面配角，他卻是我們這一集的“主角”，他就是：
看到他帽子上的“V”子縮寫了嗎？
不是勝利——“victory”，
而是“矢量”——“vector”
（自然科學(xué)術(shù)語）矢量（vector）是一種既有大小又有方向的量。
“矢量”特殊就特殊在——“方向”
整個物質(zhì)世界是“矢量”性的，所以世界要用“矢量”來描述。就連大名鼎鼎的反派神偷（他偷了埃及的金字塔，放在自家的后院?。┒加谩癡”來做自己的標(biāo)簽，你要知道反派是特別注重自己的形象的！
自然坐標(biāo)系
今天我們利用“自然坐標(biāo)系”——研究曲線運動的利器，這個話題，體會一下矢量的“方向性”
'人法地、地法天、天法道、道法自然'
——老子《道德經(jīng)》
在研究曲線運動時，物體的速度大小、方向不斷變化，“自然坐標(biāo)系”就是這樣一種順應(yīng)速度的變化，“自然而然”的坐標(biāo)系。
自然坐標(biāo)系——是沿質(zhì)點的運動軌跡建立的坐標(biāo)系，在質(zhì)點運動軌跡上任取一點作為坐標(biāo)原點O，兩個方向是這樣定義的——“切向”（用字母τ表示），沿質(zhì)點所在點的軌跡切線方向；“法向”（用字母n表示），垂直于在同一點的切向而指向曲線的凹側(cè)?？梢娺@兩個方向，也是隨質(zhì)點位置的不同而不同的。
這樣一來，在自然坐標(biāo)系中表示質(zhì)點的速度，是非常簡單的，因為無論質(zhì)點處在什么位置上速度都只有“切向”分量，而沒有“法向”分量。
在該坐標(biāo)系下，力也是按照這兩個方向分解的。
如圖1：
F沿“切向”的分力F2，與速度同向，則其作用為增大速度的大?。?/p>
F沿“法向”的分力F1，與速度垂直，則其作用為改變速度的方向。
如圖2：
F沿“切向”的分力F2，與速度反向，則其作用為減小速度的大??；
F沿“法向”的分力F1，與速度垂直，則其作用為改變速度的方向。
綜上：
①切向力只改變速度的大小
②法向力只改變速度的方向
③力與速度為銳角時，物體做加速曲線運動；力與速度成鈍角時，物體做減速曲線運動。
接下來我們用自然坐標(biāo)系分析一下常見的兩種圓周運動的不同特點。
“勻速圓周運動”與“變速圓周運動”，“切向力”與“法向力”的特點：
（注：“向心加速度”——即“法向加速度”）
一、“勻速圓周運動”，只有法向加速度（即向心加速度），只有法向力（即向心力）；沒有切向力和切向加速度，因為速度的大小不變。
所以我們說：“勻速圓周運動的合力指向圓心”，因為小球沒有切向力！
二、“變速圓周運動”——以豎直面內(nèi)圓周運動為例
如圖，繩子拉力T始終指向圓心，所以它為法向力，只改變速度的方向；重力始終豎直向下，則需要分解。同中只畫出了4個位置的切向（τ方向），重力向切向和法向分解，可知，在4個位置重力各有兩個分力。右半圓，重力與切向正方向的夾角為鈍角，所以小球的速度減小；左半圓，重力與切向的正方向夾角為銳角，所以小球的速度增加。
因為，豎直面內(nèi)的圓周運動既有切向力，也有法向力，
所以我們說：“變速圓周運動的合力不指向圓心”（特殊位置除外）。
如圖，在最高點和最低點，重力和繩子拉力均在法向，合力也在法向，所以在這兩個位置，小球的合力指向圓心。
綜上：在自然坐標(biāo)系里，速度不需要分解，只需將力沿切向和法向分解
原來力是這樣分解的呀！（切向和法向）
這里又在分析F和v了，還記得我們的“眼鏡”嗎？
