理解“+”“-”号在物理中的应用

在物理学习中，经常会遇到正负号问题，物理中的正负值和数学中的正负值是不同的，物理中的正负值往往都表示一定的物理意义。具体说有下面几种。
　　一、表示方向关系
　　1.在矢量问题中所出现的正负号均表示方向关系;筒谐振动回复力与位移关系F=-kx ;动量守恒两物体动量变化关系ΔP1=-ΔP2 ，这里的"-"表示F与x、ΔP1与ΔP2的方向是相反的。
　　在选定了正方向的矢量运算中，会出现正负号，正号表示与正方向相同，负号表示与正方向相反
　　在一维问题中(选定了正向)，矢量的变化量会出现正负，正号表示与正方向相同，负号表示与正方向相反，如动量变化量ΔP=P2-P1，速度变化量Δυ=υ2-υ1。
　　2.标量是只有大小，没有方向的量，但有些标量是双向标量，带有非矢量的"方向"的含义。如电流强度I的正负表示电流的方向，正值表示电流方向与规定方向相同，负值表示电流方向与规定的正方向相反，磁通量φ的正负表示磁感线穿过平面(或曲面)的方向关系：平面(或曲面)均有一个法线方向n，正值表示磁感线沿法线方向一侧穿过面，负值表示沿法线反方向一侧穿过面。例如，匀强磁场B垂直穿过矩形线圈abcd，线圈面积S，将线圈翻转1800，则 φ1=BS，φ2=-BS，磁通量的变化是Δφ=φ2-φ1=-2BS
　　二、表示相关的"相反"物理意义
　　1.功的正负表示力做功的正负。正功表示力的方向与位移方向相同，负功表示力的方向与位移方向相反。也表示能量是输入还是输出。
　　2.物理公式中的正负号法则表示一定物理意义，透镜成像公式：1/u + 1/v = 1/f ，实物u取正值，虚物u取负值;实像υ取正值，虚像υ取负值;凸透镜 取正值，凹透镜 取负值。
　　3.热力学第一定律W十Q=ΔE，外界对物体做功，W取正值，物体对外做功，W取负值;物体吸热，Q取正值，物体放热，Q取负值;内能增加，ΔE取正值，内能减少，ΔE取负值。
　　三、表示某些物理量增加还是减少
　　动能增量ΔEk=Ek2-Ek1，机械能增量E=E2一E1，势能的增量ΔEp=Ep2-Ep1 ，Δ>0，说明该物理量增加，Δ<0,说明该物理量减小，Δ=0，说明该物理量不变。
　　四、表示相对大小关系
　　在选定了零参考位置后，Ep、U、εp就会出现正负值，正负值表示它们之间的大小关系，如某一物体在不同位置的重力势能分别为Ep1=2J，Ep2=1J，Ep3=-2J，Ep4=-10J，则Ep1> Ep2 >Ep3 >Ep4。某电场不同点的电势分别为U1=3V，U2=2V，U3=-1V，U4=-2V ，则U1>U2>U3>U4 ，同一电荷在电场中不同位置的电势能分别为：εp1=3J，εp2=2J，εp3=-1J，εp4=-2J，则εp1>εp2>εp3>εp4。
　　五、说明取值范围
　　如：N个狭缝在垂直入射情况下的夫琅和费衍射，衍射极小的条件为：bsinθ=mλ，其中m= ±1,±2,...
　　六、表示波动范围
　　如：用示波器观察交流电的波形时，电源电压在220V±l%以内，y轴灵敏度为50mV/格，误差小于5%。
　　七、表示同步极性
　　示玻器当同步极性开关放在"十"位置时，为正极性同步，扳在"-"位置时，为负极性同步。
　　八、检验恒正数结果
　　有些数不可能为负数，如时间、质量、长度等，若计算出的结果为负数，若分析其是属于增根应舍去，若是解题过程中出现了错误，则应重新求解。
　　从上面可以看出，数学上的正负号，表示大于零，小于零，在物理学中凝予了很多新的内容，如能正确掌握应用，可解决许多问题。望同学们在平时学习中注意掌握，免得考试时因小失大。
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