中学物理量正负号解析

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1、中学物理量正负号解析中学物理量正负号解析四川省广汉中学（618300）张川东【摘要】到了高中阶段，随着知识的积累，物理量的正负的含义越来越丰富，学生对其认识越来越模糊，造成物理量的正负方面错误百出。究其原因主要有二：一是与数学知识混淆；二是受知识限制，缺乏归纳、总结。本文拟从四个方面归纳说明物理量的正负所要表达的含义，以期简化学生的思维，增强其认识。【关键词】物理量正负号矢量标量物理图像数学中的正负含义分明，通常用来表示数的多少（有理数），这就使得学生往往会形成负迁移，错误的表现通常有：1、将物理的正负简单理解为

2、有理数的正负，如认为“一3m/s的速度小于lm/s的速度”。2、对物理概念的内涵不理解造成正负号的判断错误。如认为“正电荷电势能一定为正，负电荷电势能一定为负”。3、随意赋于某物理量或某物理过稈的止负的理解。如认为“正电荷周围是止电场，负电荷周围是负电场”；“匀加速时加速度为正，匀减速时为负；加速度为正是加速运动,为负时是减速运动。”等等。为此，在教学中有必要对有关正负号方面的知识进行归纳整理，分析各物理量正负的物理意义，比较其异同点。有利于加强物理知识的横向联系，完善学生的知识结构，使物理量的正负意义在学生头脑

3、中有序化，清晰化。为简化起见，现归纳如下：一、矢量的正负中学物理中的矢量主要有：力、位移、速度及其变化量和变化率、加速度、冲量、动量及其变化量和变化率、电场强度、磁感应强度等。矢量正负表明其方向，其绝对值表示大小。在规定正方向的前提下，矢量可以用正、负来表示其方向与规定的正方向相同还是相反。这些矢量值前的止号表其方向与规定的正方向相同，负号表其方向与规定的正方向相反，正号通常略去不写。二、标量的正负1、用正负号表示性质的标量功、热量、动能的增量EK和势能的增量EP这些物理量都是过程量，它们的正负反映了物理过程的性

4、质。正负功分别表示物体在这一过程是动力做功和阻力做功及对应形式的能量的转化方向；热量的正负则分别表示物体在这一过程中吸热和放热；EK和EP的正负则是表示物体在这一过程中相应形式能量的增加和减少。这些物理量的大小的比较不同于有理数，如不能认为负功一定比正功小，但它们的运算等同于有理数的运算。2、川正负号表示方向的标量所谓标量的方向是为了处理问题的方便人为规定的，通常用来表示两种相反的流动方向，如磁通量、电流、电动势等,,,,，标量的方向与矢量的方向有本质的区别：标量的正负是为了处理问题的方便人为规定的，他的运算遵守

5、代数运算法则，而矢量的方向是相对于一定的参考系，它的运算遵守平行四边形法则。如电流的方向与力的方向就不是一回事，电流为正吋如表示从导线的a端经导线流向b端，则该电流为负就表示从导线的b端经导线流向a端而与导线的摆放方式方向均无关。同样，这类标量的正负仍然不表示大小或多少。3、正负号的意义等同于有理数的标量通常情况下的标量正负用有理数反映其意义时，该类问题就比较简单了，该类标量正负反映大小或多少，但仍然要注意下列几种情况：(1)恒正的标量一些物理量不能冠以负号即只能为正或零。如密度、质量、时间、动能、热力学温度等，

6、对于这些物理量若在实际问题中出现负号，应根据物理意义去合理地解释或取舍。如在运用匀变速直线位移公式svOt12毗解题时出现tl2s,t2Is时，t2为负应舍去。这种物理量在中学教材中占有相当大的比2例。(2)与标准有关的标量重力势能、电势、电势能等物理量有正负，其正负的确定与我们选定的标准有关，表示了它们相对于标准是大还是小，它们的绝对值表示相对于零势面大多少或小多少，所以它们大小的判断等同于有理数。如可认为一3J的重力势能小于1J的重力势能；一3V的电势小于一IV的电势。另外，摄氏温度的正负号含义也等同于有理数

7、。三、公式中的正负问题由恒正标量构成的公式如密度公式，周期和频率关系公式，由于都是由恒正标量构成，所以数据代入时就无负值的问题。不少矢量公式同时体现出各矢量的大小和方向的关系。在一维运算中应根据所确定的正方向来确定各物理量的正负。如“义式v中加速度与速度增量的正负总是相同就说明二者方向总相同；同理从平均速度的定tx可以看出平均速度与位移的正负总相同那又是什么意思？类似的还有回复力公式Fkx的回t复力与位移的正负、牛顿第二定律Fma合力与加速度的正负、牛顿第三定律表达式FF力与其反作用力的正负关系等等。有些公式虽然

8、是标量式，但这些正负的意义也可以在公式中体现出来。如动能定理WEk2Ekl；重力做功和重力势能的关系式WGEplEp2,它们结果的正负可直接看出功的正负。四、物理图像中的正负问题质点的位移时间-图像（x-t图），速度-时间图像（v-t图），这类图像反映的是矢量的变化规律，它们只能反映直线运动的质点的运动规律不可能表达轨迹的含义。如位移时间-图像（x-t图）中斜率的正负代表