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物理学中意义丰富的正负号

2012-08-16

物理通报 2012年5期
关键词:动量势能电势

杨 强

(焉耆县农二师八一中学 新疆 库尔勒 841100)

物理学中出现了一些有正、负之分的物理量,其正、负号意义丰富多样.在学习过程中,学生受到初中数学知识的影响,很难区分这些正负号的意义,往往造成对概念的错误理解.

1 矢量前的正负号只表示方向

以力为例:F1=6N,指力的大小为6N,方向与设定的正方向相同.F2=-2N,指力的大小为2 N,方向与设定的正方向相反.类似的物理量还有位移、速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等.

2 标量前面正负号的意义

(1)力对物体所做的功W.W>0指力对物体做正功;W<0指力对物体做负功(克服该力做功).

(2)势能Ep.例如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.Ep1=8J指比规定的零势能高出8J;Ep2=-9J,指比规定的零势能低9J.

(3)电荷所带的电荷量q.q>0指电荷电性为正;q<0指电荷电性为负.

(4)摄氏温度(℃).例如t1=20℃,指比0℃ 高20℃(零上20℃);t2=-10℃,指比0℃ 低10℃(零下10℃).

(5)电势φ.例如φ1=9V,指电势比零电势高9 V;φ2=-5V指电势比零电势低5V.

(6)电势差UAB.例如UAB=36V,指A点的电势比B点的电势高36V;UAB=-15V,指A点的电势比B点的电势低15V.

(7)热量Q.例如Q1=100J,指系统从外界吸热100J;Q2=-200J,指系统对外界放热200J.

(8)磁通量Φ.Φ>0,指磁感线从某个面的正面穿过;Φ<0,指磁感线从某个面的背面穿过.

3 物理公式中的正负号

(1)加速度的定义式

若a>0(加速),则Δv>0(速度增加);若a<0(减速),则Δv<0(速度减小).

(2)匀变速直线运动的位移公式和速度公式

上面两式中一般规定初速度v0方向为正方向,式中s,a均为矢量,如果和v0方向相同取正值;如果和v0方向相反取负值.

(3)动能定理的数学表达式中的正负号

若W>0(合外力对物体做正功),则ΔEk>0(物体动能增加);若W<0(合外力对物体做负功),则ΔEk<0(物体动能减小).

(4)简谐运动的动力学方程和运动学方程

此二式中的负号表示回复力(或回复加速度)始终与位移方向相反.

(5)动量定理

若I>0,冲量为正,则Δp>0,动量增加;若I<0,冲量为负,则Δp<0,动量减小.

(6)热力学第一定律的数学表达式

式中W>0表示外界对物体做功;W<0表示物体对外界做功.Q>0表示物体从外界吸热;Q<0表示物体向外界放热.ΔU>0指物体内能增加;ΔU<0指物体内能减小.

4 有许多物理量一般只有正值

例如:时间、长度、质量、密度、压强、体积、电阻、电流、电压、电阻率、折射率等,一般只有正值.

在学习物理的过程中对这些正负号给予高度重视.只有真正理解了正负号的含义,准确地掌握概念,才能做到方便快捷、灵活自如的应用.

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