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高中物理中的正負(fù)號的應(yīng)用問題歸納
“±” 表示正或負(fù)，正負(fù)號在數(shù)學(xué)中可以用來表示有理數(shù)的正負(fù)或者對數(shù)進(jìn)行四則運算中的加減運算。下面是小編為大家收集的高中物理中的正負(fù)號的應(yīng)用問題歸納，希望能夠幫助到大家。
高中物理中的正負(fù)號的應(yīng)用問題歸納
在高中物理中，很多物理量和物理規(guī)律中都涉及到+、－號，理解它們在各種情況下的不同應(yīng)用，是我們掌握物理概念、規(guī)律和科學(xué)方法的一個重要步驟。本文高中物理中常見的+、－號應(yīng)用問題，作一簡要的歸納，如下：
一、表示物理的方向
在進(jìn)行一條直線上的矢量運算時，由于矢量方向只有與直線同向或反向兩種可能，所以，若沿矢量能在直線選一正方向，規(guī)定矢量與其同向取正值，反向取負(fù)值，則矢量值的正負(fù)即表不其方向，它們的運算也簡化為代數(shù)運算。如以初速VO=15m/s豎直上拋的物體，取向上為正，g=10m/s2，則拋出后任意時刻t的速度Vt=V0+（-g）t=15-10t。t=1s時，Vt=5m/s時，表示物體向下運動。
一些標(biāo)量如正弦式電流，在變化過程中也只有兩個可能的方向，若取線圈在勻速磁場中繞垂直于磁場的軸從中性面開始轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流方向為正方向，則電路中感應(yīng)電流瞬時值i=Ims的ωt為正時表示i沿正方向流動為負(fù)時，表示i沿負(fù)方向流動。
這里應(yīng)說明的是，上述表示是相對的，當(dāng)所選正方向改變時，物理量中表示方向的正負(fù)將隨之改變時，物理量中表示方向的正負(fù)將隨之改變；同時，這種表示中的正負(fù)量值也具有表示量的大小的含義。
二、表示物理量的相對大小
一些物理量如重力勢能、電勢、溫度等，其值的大小一般是相對參考點而言的，以參考點之值為零，它們值的正負(fù)表示相對參考點值的高低。如豎直上拋一質(zhì)量為1kg的物體，取拋出點為重力勢能的零點，則它在拋出點上方1m處的勢能為9．8J，表示它在該點的勢能高于在拋出點時的勢能，在拋出點下方1m處的勢能為-9．8J，表示它在該點的勢能低于它在拋出點的勢能。
顯然，上述表示中的物理值不代表其絕對大小，且其正負(fù)與所選參考點有關(guān)（但兩值之差與所選參考點無關(guān)）。在特殊情況下，若所選參考點（零點）的值為物理量的可能最小值，則表示的物理量不會有負(fù)值出現(xiàn)，若所選參考點（零點）值為物理量的可能最大值，則表示物理量不會有正值出現(xiàn)。如熱力學(xué)溫算，由于其零點取在低溫的極限值，所以，用熱學(xué)溫算表示的溫度均為正值。
三、區(qū)別物理量的不同性質(zhì)
在研究物理問題時，常常會遇到某些物理量具有性質(zhì)完全相反的情況，為反映它們的不同，就在這些量前面加正、負(fù)號予以區(qū)別。如：在功的前面加正、負(fù)號是區(qū)別功力對物體做功還是阻力對物體做功；在熱量前面加正、負(fù)號是區(qū)別物體是吸熱還是放熱，在電荷前面加正、負(fù)是區(qū)別電荷的兩種電性；在像距、焦距前面加正、負(fù)號是區(qū)別它們的實、虛等等。
四、表示物理量的變化情況
物理量的變化一般都是用其在變化過程的末態(tài)值減去初態(tài)值表示。對于算量，由此得出的變化量的正負(fù)表示其增減情況；如在動能定理ω=EK2-Ek1中，EK2-Ek1為正表示物體動能增加，EK2-Ek1為負(fù)表示物體動能減少。對于矢量，變化量為末矢量與初矢量的矢量差，當(dāng)其沿直線方向變化時，規(guī)定正方向后變化量的正負(fù)表示矢量變化的方向。如物體受恒力作用時，其動量改變?yōu)椤鱌=P末-P初，取P初的方向為正方向，則△P為正表示物體動量沿正方向增加，△P為負(fù)表示物體動量沿正方向減少。顯然，這里的正負(fù)是不表示物體初、末動量的方向的。
五、表示物理規(guī)律中各量的關(guān)系
在一些物理過程中，各物理量具有確定的Rr和方向關(guān)系，如物體多到外力作用時其加速度方向與外力方向時刻相同，物體相互作用時作用力和反作用方向時刻相反，……。對應(yīng)規(guī)律表達(dá)式中的+、－號即是為反映這種關(guān)系而引入的。如簡諧運動中回復(fù)力的表達(dá)式F=-kx中，負(fù)號表示回復(fù)力方向與物體離開平衡位置位移的方向時刻相反。顯然，這里的負(fù)號不表示位移方向與所選正方向相反。
在一般情況下，物理規(guī)律表示式中的“+、－”號是反映各量運算關(guān)系的符號，它們既不表示量的大小，也不表示量的方向。如，原子進(jìn)行定態(tài)躍遷時對應(yīng)光子的能量為hr=E初－E終，這里的“－”號表示E初－E終為原子在兩定態(tài)間的能量差，不表示原子躍遷后能量為負(fù)值；在動量守恒定律P1+P2=P1+P2中，“+”號表示等式兩端分別為兩物體作用過程初、末狀態(tài)的動量矢量和，不表示P2和P2的方向。
六、表示量值的范圍
在高中物理實驗中，一些測量儀器刻度盤上逢有“+、－”，如J0408型伏特表，5V量程對應(yīng)的刻度“-5～+15”，它表示用該量程可測量的最大正向電壓15V，最大反向電壓5V，某物長度的測量結(jié)果為100±0．5mm，這說明物體實際長度在99．5～100．5mm之間。這里的“+、－”表示一個范圍。
綜上所述，物理中“+、－”的含義要比其在數(shù)學(xué)中豐富得多。因此，學(xué)習(xí)中正確理解這些問題是正確的掌握和應(yīng)用物理知識的基礎(chǔ)，是提高物理成績的重要步驟。
拓展：高一物理必修一正負(fù)號重難點解析
一、表示方向關(guān)系
1.在矢量問題中所出現(xiàn)的正負(fù)號均表示方向關(guān)系;筒諧振動回復(fù)力與位移關(guān)系F=-kx ;動量守恒兩物體動量變化關(guān)系ΔP1=-ΔP2 ，這里的"-"表示F與x、ΔP1與ΔP2的方向是相反的。
在選定了正方向的矢量運算中，會出現(xiàn)正負(fù)號，正號表示與正方向相同，負(fù)號表示與正方向相反
在一維問題中(選定了正向)，矢量的變化量會出現(xiàn)正負(fù)，正號表示與正方向相同，負(fù)號表示與正方向相反，如動量變化量ΔP=P2-P1，速度變化量Δυ=υ2-υ1。
2.標(biāo)量是只有大小，沒有方向的量，但有些標(biāo)量是雙向標(biāo)量，帶有非矢量的"方向"的含義。如電流強(qiáng)度I的正負(fù)表示電流的方向，正值表示電流方向與規(guī)定方向相同，負(fù)值表示電流方向與規(guī)定的正方向相反，磁通量φ的正負(fù)表示磁感線穿過平面(或曲面)的方向關(guān)系：平面(或曲面)均有一個法線方向n，正值表示磁感線沿法線方向一側(cè)穿過面，負(fù)值表示沿法線反方向一側(cè)穿過面。例如，勻強(qiáng)磁場B垂直穿過矩形線圈abcd，線圈面積S，將線圈翻轉(zhuǎn)1800，則 φ1=BS，φ2=-BS，磁通量的變化是Δφ=φ2-φ1=-2BS
二、表示相關(guān)的"相反"物理意義
1.功的正負(fù)表示力做功的正負(fù)。正功表示力的方向與位移方向相同，負(fù)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.物理公式中的正負(fù)號法則表示一定物理意義，透鏡成像公式：1/u + 1/v = 1/f ，實物u取正值，虛物u取負(fù)值;實像υ取正值，虛像υ取負(fù)值;凸透鏡 取正值，凹透鏡 取負(fù)值。
3.熱力學(xué)第一定律W十Q=ΔE，外界對物體做功，W取正值，物體對外做功，W取負(fù)值;物體吸熱，Q取正值，物體放熱，Q取負(fù)值;內(nèi)能增加，ΔE取正值，內(nèi)能減少，ΔE取負(fù)值。
三、表示某些物理量增加還是減少
動能增量ΔEk=Ek2-Ek1，機(jī)械能增量E=E2一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。
四、表示相對大小關(guān)系
在選定了零參考位置后，Ep、U、εp就會出現(xiàn)正負(fù)值，正負(fù)值表示它們之間的大小關(guān)系，如某一物體在不同位置的重力勢能分別為Ep1=2J，Ep2=1J，Ep3=-2J，Ep4=-10J，則Ep1> Ep2 >Ep3 >Ep4。某電場不同點的電勢分別為U1=3V，U2=2V，U3=-1V，U4=-2V ，則U1>U2>U3>U4 ，同一電荷在電場中不同位置的電勢能分別為：εp1=3J，εp2=2J，εp3=-1J，εp4=-2J，則εp1>εp2>εp3>εp4。
五、說明取值范圍
如：N個狹縫在垂直入射情況下的夫瑯和費衍射，衍射極小的條件為：bsinθ=mλ，其中m= ±1,±2,...
六、表示波動范圍
如：用示波器觀察交流電的波形時，電源電壓在220V±l%以內(nèi)，y軸靈敏度為50mV/格，誤差小于5%。
七、表示同步極性
示玻器當(dāng)同步極性開關(guān)放在"十"位置時，為正極性同步，扳在"-"位置時，為負(fù)極性同步。
八、檢驗恒正數(shù)結(jié)果
有些數(shù)不可能為負(fù)數(shù)，如時間、質(zhì)量、長度等，若計算出的結(jié)果為負(fù)數(shù)，若分析其是屬于增根應(yīng)舍去，若是解題過程中出現(xiàn)了錯誤，則應(yīng)重新求解。
從上面可以看出，數(shù)學(xué)上的正負(fù)號，表示大于零，小于零，在物理學(xué)中凝予了很多新的內(nèi)容，如能正確掌握應(yīng)用，可解決許多問題。望同學(xué)們在平時學(xué)習(xí)中注意掌握，免得考試時因小失大。
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