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。如能正确掌握应用,可解决许多问题。在平时的学习和做题中需要多加注意,以免考试中出现错误。
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180°,则 φ1=BS,φ2=-BS,磁通量的变化是 Δφ=φ2-φ1=-2BS。
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。
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。
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。
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,...
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%。
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。
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。
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