梳理高中物理涉及的正負號問題

艾伯浩

【摘 要】高中物理的正負號含義要比日常生活中及數學中涉及的含義豐富得多。在學習中，正確和使用矢量、標量中的正負號是掌握和應用相關物理知識的基礎，有助于同學進一步理解物理概念和，為學好物理打好基礎。

【關鍵詞】高中物理;矢量;標量;正負號

在高中物理課程學習中，由于涉及正負號的物理量和運算公式較多，其符號的規定方式又各出一轍，以前我在學習過程中常犯符號錯誤，所以簡單梳理總結了高中物理的正負號問題，與各位同學分享：

一、常見幾種不同意義的正負號

（1）表示方向。如在矢量問題中所出現的正負號均表示方向關系，例如：物體受兩個力F1=2N，F2=-3N。說明F1方向與規定正方向相同，大小為2N，而F2方向與規定方向相反，大小為3N，特別應注意，不存在F1>F2（即正數大于負數）的意思。中學物理課中所學矢量如：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。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UA>UB。中學物理中所學習的重力勢能、電勢能、電勢、攝氏溫標等物理量都屬于這種類型。

（3）表示物理量增減。例如：動能增量ΔEk=Ek2-Ek1，機械能增量ΔE=E2-E1，勢能的增量ΔEp=Ep2-Ep1，Δ>0，說明該物理量增加，Δ<0，說明該物理量減小，Δ=0，說明該物理量不變。

（4）表示相關的“相反”物理意義。例如：①功的正負表示力做功的正負。正功表示力的方向與位移方向相同，負功表示力的方向與位移方向相反。也表示能量是輸入還是輸出。②熱力學第一定律W+Q=ΔE。外界對物體做功，W取正值，物體對外做功，W取負值;物體吸熱，Q取正值，物體放熱，Q取負值;內能增加，ΔE取正值，內能減少，ΔE取負值。

（5）表示極性。例如：①正電荷、負電荷是表示兩種性質相反的電荷。②示玻器當同步極性開關放在“+”位置時，為正極性同步，扳在“-”位置時，為負極性同步。

從上面可以看出，數學上的正負號，表示大于零，小于零，在物理學中則賦予了很多新的內容，如能正確掌握應用，可解決許多問題。

二、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，當物理量引入公式運算時，有的需要帶符號代入公式，有的不必帶符號。總結如下。

（1）中學物理中，所應用公式有涉及加減計算的，一般都應帶符號計算。如運動學中三個公式：V=Vo+at，S=Vot+1/2at2，V2-Vo2=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;Ff=qvB;F=BIL;W=qU;C=Q/U等等。結果的正負依據相應規則判斷即可。

（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，也即難以確定其正負值。在這種情況下，可假設物理量為正值帶入計算，最終以計算結果再作結論。

三、正負號運用上常見的錯誤

（1）忽視了矢量的方向。矢量是有方向的物理量，實際問題中，如果知量方向不明確，那么注意某一方向，而忽視了另一種方向可能性，就會造成解答不完整或錯誤。

例：一物體做勻變速直線運動，某時刻速度大小為4m/s，1秒后速度大小變為10m/s，在這1秒內該物體的：

A、位移的大小可能小于4m;

B、位移的大小可能大于10m;

C、加速度的大小可能小于4m/s2;

D、加速度的大小可能大于10m/s2。

（2）正負號的物理意義與數學概念混淆。由于數學知識的干擾，在形成“正數大于負數”這一思維定勢，所以經常會出現如下錯誤，如對加速度的下列三個值a1=4m/s2，a2=-2m/s2，a3=-7m/s2，而認為a1>a2>a3，不能正確地比較其大小。

（3）對物理學中“增量”的誤解。物理學中常用“增量”表示物理量的變化，如速度增量，動能增量，內能增量等等。但學生常常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。對于增量為負值的情況，思維上總是不順暢。

（4）公式中的加減號與物理量的正負號混淆。在應用公式F·t=mvt-mv0中，當mv0為負值時，誤認為公式中的減號就是該mvo的負號，所以不再用負值代入，造成錯誤。

參考文獻：

[1]林中峰.《高中物理矢量和標量中的正負號含義》.《科技風》，2013.12

[2]高臣.《高中物理中矢量與標量的區別與應用分析》.《數理化學習》，2015.01

指導教師：郭建軍