淺談物理學(xué)中的正與負

1、淺談物理學(xué)中的正與負（作者:單位:郵編:）在中學(xué)物理中，由于涉及正負號的物理量和運算公式較多, 其符號的規(guī)定方式又各出一轍，再加上學(xué)生對正負號的數(shù)學(xué)意義又具 有較深的思維定勢，導(dǎo)致學(xué)生對認識和運用物理量的正負號會產(chǎn)生不 少困難和錯誤。所以要求我們在教學(xué)中注意總結(jié)其特點，指岀一些常 見錯誤，相信將有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識。一、常見幾種不同意義的正負號1表示方向的正負號。此類物理量的正負號是用以表示物理量 方向與指定物理量正方向相同或相反，并不表示物理量的大小。例如 物體受兩個力f1=2n , f2=3n ,說明f1方向與規(guī)定正方向相同， 大小為2n ; f2方向與規(guī)定方向相反，大小為3n ,

2、特別應(yīng)注意，不 存在f1f2 （即正數(shù)大于負數(shù)）的意思。中學(xué)物理課中所學(xué)矢量如： 力、加速度、動量、沖量等的正負號都屬于這種類型。2.表示大小意義的正負號。此類物理量的正負表示比零值大或 小的意義，即等同于數(shù)學(xué)代數(shù)課中的正數(shù)大于負數(shù)的意思。例如，電 場中兩點a、b的電勢為ua=3v , ub= - 4v ,表示a點電勢比零電 勢點高3伏，b點電勢比零電勢點低4v ,即uaubo中學(xué)物理中所 學(xué)習(xí)的重力勢能、電勢能、電勢等物理量都屬于這種類型。3表示特殊意義的正負號。此類物理量的正負號是我們?nèi)藶榛?習(xí)慣賦予的，用來表示相反的物理現(xiàn)象、性質(zhì)、過程。既不表示方向, 也不表示大小的含義，常見的有下面幾

3、種：(1 )正電荷、負電荷是表示兩種性質(zhì)相反的電荷。(2)力做正功，表示力對物體運動起推動作用；力做負功表示 力對物體運動起阻礙作用；(3 )熱力學(xué)第一定律a£=w+q中，對于q的正負意義，我們 用“正”表示吸熱，用”負”表示放熱。對于w的正負意義，外界對氣體 做功，w取“正”；氣體對外界做功,w取“負”;(4 )幾何光學(xué)的成像公式，對v值規(guī)定為"實正虛負”，表示兩 種相反的成像現(xiàn)象；對彳值，規(guī)定為''凸正凹負”，表示當(dāng)使用凸透鏡時， f為正值，使用凹透鏡時，f為負值。二、實際解題時正負號的處理方法物理量的正負號表示的物理意義差別較大，將物理量引入公式 運算

4、時，有的需要帶符號代入公式，有的不必帶符號。常見的有下列 幾種處理方法。1.中學(xué)物理中，所應(yīng)用公式有涉及加減計算的，一般都應(yīng)帶符 號計算。如運動學(xué)中三個公式：vt=vo+at% s=v0t+1/2at2% vt2 - v02=2as，牛頓第二定律，動量定理，動量守恒定律，動能定理等等。2有些公式只有物理量的乘除運算，而不包含加減運算，運算 結(jié)果的大小不受各量正負的影響，可以按絕對值帶入運算。如e=f/q. 仁qvb、f=biu w=qu. c=q/u等。結(jié)果的正負依據(jù)相應(yīng)規(guī)則判斷 即可。3如果在具體解決問題時，碰到有些物理量的方向難以確定，難以確定其正負值。在這種情況下，可假設(shè)物理量為正值帶入

5、計 算，最終以計算結(jié)果再作結(jié)論。例如，輕桿ab長1m ,兩端各連接質(zhì)量1kg的小球，桿可繞距b端0.2m處的0點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，設(shè)a球轉(zhuǎn)到最低點時速 度為4m/s ,則此時相對于0軸的作用力為多大？分析解題時必須先分析a、b兩球的所力情況，其中b球可能 受到桿的拉力，也可能受到桿的支持力。在這種情況下，不妨設(shè)b 球受到桿的拉力，即與重力同方向，然后按規(guī)定符號帶入運算，這并 不影響解題結(jié)果。（詳解略）三、學(xué)生對物理量的正負在認識上和運用上常見的錯誤忽視了矢量的方向。矢量是有方向的物理量，許多實際問題 中，命題者有意只提供矢量的大小，而方向不明確，學(xué)生在解答時經(jīng) 常只注意某一方向，而忽視了另一種方向可能性，造成解答不完整或 錯誤。2正負號的物理意義與數(shù)學(xué)概念混淆。由于數(shù)學(xué)知識的干擾， 在學(xué)生頭腦中已形成“正數(shù)大于負數(shù)”這一思維定勢，所以經(jīng)常會出現(xiàn) 錯誤。如對加速度的下列三個值a1=4m/s2 , a2= - 2m/s2 , a3=- 7m/s2 ,有相當(dāng)一部份學(xué)生會誤認為a1a2a3o3對物理學(xué)中“增量'的誤解。物理學(xué)中常用“增量”表示物理量的 變化，如速度增量，動能增量，內(nèi)能增量等等。但學(xué)生常常把增量與 正值聯(lián)系在一起，錯誤地認為增量一定是正值，是增加量；對于增量 為負值的情況，思維