高中有关物理量“正”“负” 的物理意义

1、高中有关物理量“正”“负”的物理意义常富杰在教授高中物理人教版（必修+选修）第十三章电场的内容时，涉及电荷量、电场强度、电势、电势能、电势差等较多物理量，且各物理量都存在“正”“负”之分，不同物理量的“正”“负”表示的物理意义各不相同。学生由于搞不清楚各物理量的“+”“-”所表示的物理意义，从而严重影响了学生对物理概念的理解。正确理解物理量“正”“负”的含义是准确掌握有关物理概念的前提，所以我特意将高中阶段涉及“正”“负”号的各物理量的符号意义做了一个归纳和总结，希望能帮助学生更好地理解相关物理量。物理量按有无方向分为两大类，一是矢量、二是标量。一、所谓矢量就是既有大小又有方向的物理量。例如力

2、（F）、位移（S）、速度（v）、加速度（a）、动量（p）、冲量（I）、电场强度（E）、磁感应强度（B）等。高中阶段基本上所有矢量的“正”“负”都表示方向不表示大小。在一维情况下的矢量运算中，需选定一个正方向，凡是与正方向同向的矢量取“”号，与正方向反向的矢量取“”号，这样将矢量运算简化成代数运算。对矢量运算的结果，若为“”值表示与正方向同向，若为“”值表示与正方向反向。例如：F1=5N F2=0 F3=4N,若比较大小应该是F1> F2 >F3而不是F3> F2 >F1 这里的“”仅仅代表方向。在一些矢量关系式中，“”、“”号也表示相关物理量间的方向关系。牛顿第二定律F

3、ma，表示加速度a与力F同向；牛顿第三定律F1F2，“”号表示作用力F1与反作用力F2反向；对简谐振动，在回复力与位移Fkx、加速度与位移akx/m的关系式中，“”号表示力F（a）与位移x方向相反；在动量守恒的物体系中，两物体动量变化量的关系式p1p2，“”号表示p1与p2方向相反，或者说物体1动量的增量等于物体2动量的减少。二、只有大小没有方向的物理量叫标量，高中阶段物理学科中的标量，数目众多五花八门，对于不同标量“正”“负”号所代表的含义各不相同。1.大部分标量的“正”“负”都不表示方向而表示相对参考平面（或参考点）的大小（或高低）关系（1）温度的正负。物理学规定：在标准大气压下，冰、水共

4、存的温度为0。比这个基准点高的温度为“”，如t1 =8，表示它比0高8；比这个基准点低的温度为“”，如t2 = 6，表示它比0低6。（2）电势的高低。通常选定无穷远处的电势为零。在正电荷建立的电场中，电势为“”，如U1 =100V，该点的电势比零电势高100V；在负电荷建立的电场中，电势为“”，如U2 =200V，该点的电势比零电势低200V。（3）重力势能、分子势能、电势能的相对性。势能是属于系统共有的，具有相对性。对重力势能，通常选取地面为零势面，物体的位置在零势面以上时，重力势能为“”，如EP1 =80 J；物体的位置在零势面以下时，重力势能为“”，如EP2 =60 J。对分子势能和电势

5、能也有相似的物理意义。（4）电势差的正负。电场中A、B两点的电势差UAB>0表示UA>UB；UAB=0表示UA=UB；UAB<0表示UA<UB.2.其他物理量“正”“负”的特殊含义（1）功的正负。力做正功，表示力的方向与位移方向成锐角，此时的力是动力，起帮助物体运动的作用，外界的力对物体输入能量；力做负功，表示力的方向与位移的方向成钝角（或平角），此时的力是阻力，起阻碍物体运动的作用，物体对外界输出能量。（2）物理量增量的正负。动能的增量Ek = EK2EK1，势能的增量EP = EP2EP1，机械能E =E2E1。若0，说明该物理量增加；0，说明该物理量不变；0，说明

6、该物理量减少。（3）对热力学第一定律WQE，做功和热传递都可以改变物体的内能。当外界对系统做功，W取“”值，系统对外界做功，W取“”值；系统从外界吸热，Q取“”值，系统对外界放热，Q取“”值；E0，表示系统的内能增加，E0，表示系统的内能减少。（4）电荷量（Q）：物理学上规定玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒所带的电荷为“”电荷，丝绸所带的电荷为“”电荷；或者橡胶棒与毛皮摩擦，橡胶棒所带的电荷为“”电荷，毛皮所带的电荷为“”电荷。若物体带“”电荷则表示该物体所带电荷的电性与和丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷电性相同。（5）磁通量的正负。当磁感线方向与线圈平面的法线方向间的夹角为锐角时，磁通量取“”值，当磁感线方向与线圈平面的法线方向间的夹角为钝角时，磁通量取“”值。即我们常说的“穿入”为“”“穿出”为“”如：匀强磁场B垂直穿过所围面积为S的圆形线圈，若将线圈翻转1800，则1BS，2BS，对应的磁通量的变化量为212BS，而不是零。（6）在研究分子间作用力时，所描绘的分子间的作用力跟距离的关系（示意图）图中斥力用正值表示，引力用负值表示。F为斥力和引力的合力，即分子力。F为正值时，表示合力为