淺談中學物理中正負號的問題

摘 要：物理中的正負號意義和數學差別巨大，本文總結了學生在學習中對正負號常出現的錯誤，并對中學物理學習過程中常見的正負號含義進行淺要分析，可以引導學生對這些正負號有一種正確的歸納和總結，從本質上弄懂這些含義，掌握這些知識。

關鍵詞：物理；正負號；公式

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）15-0221-01

一、學生在分辨物理中正負號常見的錯誤

（一）物理中的正負號與數學概念混淆

有的學生總是會受到數學概念的干擾，錯誤地認為正值總比負值大， 如對加速度的下列三個值: al=5m/s2，a2=-4m/s2 ， a3 =-6m/s2 ， 不能正確地比較其大小。另外， 容易把增量與正值聯系在一起， 錯誤地認為增量一定是正值，是增加量，這就造成了解題時思維上的偏差。

（二）公式中的加減號與物理量的正負號混淆

很多學生在運用含減號的公式時容易把公式中的加減號與物理量的正負號混淆，例如：在應用公式∑Ft =mv1-mv0中， 當mv0為負值時， 有的學生誤認為公式中的減號就是該mv0的負號，所以不再用負值代入， 造成錯誤。

學生對物理量正負號的認識和運用上的錯誤還有很多，總結這些錯誤，很多都是源于學生對眾多物理量正負號的認識不夠準確和鞏固而造成的。下面我就接著分析物理量中不同正負號所代表的一些不同含義。

二、物理中正負號的不同含義

（一）表示方向的不同

物理學中，力、速度、加速度、沖量、動量、位移等物理矢量前的正負號均是表示方向的。正號表示方向與規定的正方向相同，負號表示方向與規定的正方向相反。規定了正方向后，可以將同一直線上的矢量運算轉化為帶正、負號的代數運算。例如：規定以P點為起點，向右的位移S1為正，S1=6m，S2= -9m時。我們就不能說S2S1，負號只用來表示物體的位移是向左；而正號則表示物體的位移是向右。再如：簡諧振動公式F=-kx 中的負號表示回復力F 的方向總是與位移x 的方向相反。

（二）表示大小

前面我們說了矢量中正負號常見的意義，而在重力勢能、電勢能、電勢、攝氏溫標等物理量前面出現的正、負號則表示相對零點大小。它們的量值大小只具有相對意義， 就像數軸上的數一樣. 表示相對零點的差距. 它們的零值不等于“無”。例如：在重力場中，物體在A、B 兩點的重力勢能分別為EpA=6J，EpB=-5J，表示物體在A 點的重力勢能比參考平面（零重力勢能面）高6J，在B 點的重力勢能比參考平面低5J，即EpA>EpB。再如： t = 0℃不等于無溫度， U =0V不等于無電勢. 它們的正負表示比零值大或小的意義， 這類物理量的正負值可用于比較大小， 即正值總比負值大。

（三）表示特定含義的正、負號

在物理教學中有一類物理量的正、負號是用來標記一些特定的性質的，表示相反的含義。如：

（1）點電荷中的正負號只表示Q1與Q2為兩種性質相反的電荷，Q1為正電荷，Q2為負電荷。這和人分男女、色有黑白是一個意義。

（2）F1 對物體做功W1=8J，力F2 對物體做功W2= -8J，這不能比較F1和F2的大小，只表示F1對物體做正功，即F1 為動力；F2 對物體做負功，即F2 是阻力。

（3）有一個運動的物體，若動能的增減量△Ek=Ek2- Ek1=5 焦耳，表示在這個變化過程中，該物體的動能增加了5 焦耳，若動能的增加量△Ek= -5 焦耳，則表示在這個變化過程中，該物體的動能減少了5焦耳，這時的正負號則表示物理量的增、減。

三、解題中正負號的具體運用

物理量中正負號出現較多，表示的物理意義差別也較大， 當物理量引入公式運算時到底要不要把符號帶入，何時需要帶入，這成了一些混淆物理正負號學生的難題。下面就對此加以歸納總結， 有利于對物理量正負號的正確運用.

（1）公式中涉及加減運算時，通常應帶正、負號計算。運動學公式Vt=V0+at，S=V0t+■at2及牛頓第二定律、動量定理、動能定理、動量守恒定律等，應明確正、負號含義，帶正、負號運算。

例：以V0=2m/s 的初速度豎直向上拋出小球，求小球2s 末的速度和2s 內的位移。g=10m/s2.

解析：取V0 方向為正方向，由速度公式Vt=V0+at 代入V0=2m/s，a=-g=-10m/s2，t=2s 有Vt=-18m/s，負號表示Vt方向與V0相反，即豎直向下。又由位移公式S=V0t+■at2，S=2×2-12×10×4=-16m 負號表示位移方向與V0 相反，即小球在拋出點下方。

（2）有些公式中只有物理量的乘除運算，運算結果不受正、負號影響，可按絕對值運算，再由題意確定結果中符號的含義。

（3）對未知方向的物理量，可先假設其方向與正方向一致；再由計算結果確定真實方向。若結果為正值，則物理量方向與正方向一致;若結果為負值，則物理量方向與正方向相反。

高中物理教學中的正負號相對于單一的數學正負號顯得豐富靈活、意義深刻。除了上述提到的，還可以在溫度中可以用來表示標準的選擇，也可以作為運算法則等等。掌握好物理中正負號的含義不但可以明確相關的解題思路，也可以使物理學習更加有趣。