陳祥金

在物理學(xué)習(xí)中，經(jīng)常會(huì)遇到正負(fù)號(hào)問題，這已經(jīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一．物理中的正負(fù)號(hào)和數(shù)學(xué)中的正負(fù)號(hào)是不同的，物理中的正負(fù)號(hào)往往都表示一定的物理意義．具體說有下面幾種．

一、表示方向關(guān)系

1．在矢量問題中所出現(xiàn)的正負(fù)號(hào)均表示方向關(guān)系：筒諧振動(dòng)回復(fù)力與位移關(guān)系F=-kx；動(dòng)量守恒兩物體動(dòng)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(yùn)算中，會(huì)出現(xiàn)正負(fù)號(hào)，正號(hào)表示與所規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)表示與所規(guī)定的正方向相反.

在一維問題中(選定了正向)．矢量的變化量會(huì)出現(xiàn)正負(fù)，正號(hào)表示與正方向相同，負(fù)號(hào)表示與正方向相反，如動(dòng)量變化量Δp=ｐ₂-ｐ₁，速度變化量Δv=v₂-v₁．

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(gè)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(chǎng)B垂直穿過矩形線圈abcd，線圈面積S，將線圈翻轉(zhuǎn)180°，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)表示相反的做功效果．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(hào)法則表示一定物理意義，透鏡成像公式：1／u+1／v=1／f，實(shí)物u取正值，虛物u取負(fù)值；實(shí)像u取正值，虛像u取負(fù)值：凸透鏡f取正值，凹透鏡ｆ取負(fù)值．

3．熱力學(xué)第一定律W十Q=ΔE，外界對(duì)物體做功，W取正值，物體對(duì)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(dòng)能增量ΔE_k=E_k2-E_k1，機(jī)械能增量E=E₂-E₁，勢(shì)能的增量ΔE_p=E_p2-E_p1，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(duì)大小關(guān)系

在選定了零參考位置后，重力勢(shì)能E_p、電勢(shì)U、電勢(shì)能ε_p就會(huì)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(shì)能分別為E_p1=2J，E_p2=1J，E_p3=-2J，E_p4=-10J，則E_p1>E_p2>E_p3>E_p4．某電場(chǎng)不同點(diǎn)的電勢(shì)分別為U₁=3V，U₂=2V，U₃=-1V，U₄=-2V，則U₁>U₂>U₃>U₄，同一電荷在電場(chǎng)中不同位置的電勢(shì)能分別為：ε_p1=3J，ε_p2=2J，ε_p3=-1J，ε_p4=-2J，則ε_p1>ε_p2>ε_p3>ε_p4．

五、說明取值范圍

如N個(gè)狹縫在垂直入射情況下的夫瑯和費(fèi)衍射，衍射極小的條件為：bsinθ=mλ，其中m=±1，±2,…．

六、表示波動(dòng)范圍

如用示波器觀察交流電的波形時(shí)，電源電壓在220V±1％以內(nèi)，Y軸靈敏度為50mV／格，誤差小于5％．

七、表示同步極性

示波器當(dāng)同步極性開關(guān)放在“+”位置時(shí)，為正極性同步，扳在“-”位置時(shí)，為負(fù)極性同步．

八、檢驗(yàn)恒正數(shù)結(jié)果

有些數(shù)不可能為負(fù)數(shù)，如時(shí)間、質(zhì)量、長(zhǎng)度等，當(dāng)計(jì)算出的結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí)，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(cuò)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(hào)，表示大于零，小于零，但在物理學(xué)中卻凝聚了很多新的內(nèi)容，如能正確掌握應(yīng)用，可解決許多問題．望同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)學(xué)習(xí)中注意掌握，防止在考試時(shí)因小失大．