? 在中學(xué)物理中，由于涉及正負(fù)號的物理量和運(yùn)算公式較多，其符號的規(guī)定方式又各出一轍，再加上學(xué)生對正負(fù)號的數(shù)學(xué)意義又具有較深的思維定勢，導(dǎo)致學(xué)生對認(rèn)識和運(yùn)用物理量的正負(fù)號會產(chǎn)生不少困難和錯誤。所以要求我們在教學(xué)中注意總結(jié)其特點(diǎn)，指出一些常見錯誤，相信將有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識。
一、常見幾種不同意義的正負(fù)號
1. 表示方向的正負(fù)號。此類物理量的正負(fù)號是用以表示物理量方向與指定物理量正方向相同或相反，并不表示物理量的大小。例如物體受兩個力F1=2N，F(xiàn)2=－3N，說明F1方向與規(guī)定正方向相同，大小為2N；F2方向與規(guī)定方向相反，大小為3N，特別應(yīng)注意，不存在F1> F2（即正數(shù)大于負(fù)數(shù)）的意思。中學(xué)物理課中所學(xué)矢量如：力、加速度、動量、沖量等的正負(fù)號都屬于這種類型。
2. 表示大小意義的正負(fù)號。此類物理量的正負(fù)表示比零值大或小的意義，即等同于數(shù)學(xué)代數(shù)課中的正數(shù)大于負(fù)數(shù)的意思。例如，電場中兩點(diǎn)A、B的電勢為UA=3V，UB=－4V，表示A點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)高3伏，B點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)低4V，即UA> UB。中學(xué)物理中所學(xué)習(xí)的重力勢能、電勢能、電勢等物理量都屬于這種類型。
3. 表示特殊意義的正負(fù)號。此類物理量的正負(fù)號是我們?nèi)藶榛蛄?xí)慣賦予的，用來表示相反的物理現(xiàn)象、性質(zhì)、過程。既不表示方向，也不表示大小的含義，常見的有下面幾種：
?。?）正電荷、負(fù)電荷是表示兩種性質(zhì)相反的電荷。
?。?）力做正功，表示力對物體運(yùn)動起推動作用；力做負(fù)功表示力對物體運(yùn)動起阻礙作用；
?。?）熱力學(xué)第一定律△E=W+Q中，對于Q的正負(fù)意義，我們用“正”表示吸熱，用“負(fù)”表示放熱。對于W的正負(fù)意義，外界對氣體做功，W取“正”；氣體對外界做功，W取“負(fù)”；
?。?）幾何光學(xué)的成像公式，對v值規(guī)定為“實(shí)正虛負(fù)”，表示兩種相反的成像現(xiàn)象；對f值，規(guī)定為“凸正凹負(fù)”，表示當(dāng)使用凸透鏡時(shí)，f為正值，使用凹透鏡時(shí)，f為負(fù)值。
二、實(shí)際解題時(shí)正負(fù)號的處理方法
物理量的正負(fù)號表示的物理意義差別較大，將物理量引入公式運(yùn)算時(shí)，有的需要帶符號代入公式，有的不必帶符號。常見的有下列幾種處理方法。
1. 中學(xué)物理中，所應(yīng)用公式有涉及加減計(jì)算的，一般都應(yīng)帶符號計(jì)算。如運(yùn)動學(xué)中三個公式：v t=v0+ at、s=v0t+1/2at2、v t 2－v 02=2as，牛頓第二定律，動量定理，動量守恒定律，動能定理等等。
2. 有些公式只有物理量的乘除運(yùn)算，而不包含加減運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果的大小不受各量正負(fù)的影響，可以按絕對值帶入運(yùn)算。如E=F/q、f=qvB、F=BIL、W=q U、C=Q/U等。結(jié)果的正負(fù)依據(jù)相應(yīng)規(guī)則判斷即可。
3. 如果在具體解決問題時(shí)，碰到有些物理量的方向難以確定，難以確定其正負(fù)值。在這種情況下，可假設(shè)物理量為正值帶入計(jì)算，最終以計(jì)算結(jié)果再作結(jié)論。
例如，輕桿AB長1m，兩端各連接質(zhì)量1kg的小球，桿可繞距B端0.2m處的O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，設(shè)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)速度為4m/s，則此時(shí)相對于O軸的作用力為多大？
分析 解題時(shí)必須先分析A、B兩球的所力情況，其中B球可能受到桿的拉力，也可能受到桿的支持力。在這種情況下，不妨設(shè)B球受到桿的拉力，即與重力同方向，然后按規(guī)定符號帶入運(yùn)算，這并不影響解題結(jié)果。（詳解略）
三、學(xué)生對物理量的正負(fù)在認(rèn)識上和運(yùn)用上常見的錯誤
1. 忽視了矢量的方向。矢量是有方向的物理量，許多實(shí)際問題中，命題者有意只提供矢量的大小，而方向不明確，學(xué)生在解答時(shí)經(jīng)常只注意某一方向，而忽視了另一種方向可能性，造成解答不完整或錯誤。
2. 正負(fù)號的物理意義與數(shù)學(xué)概念混淆。由于數(shù)學(xué)知識的干擾，在學(xué)生頭腦中已形成“正數(shù)大于負(fù)數(shù)”這一思維定勢，所以經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤。如對加速度的下列三個值a1=4m/s2，a2=－2m/s2，a3=－7m/s2，有相當(dāng)一部份學(xué)生會誤認(rèn)為a1> a2> a3。
3. 對物理學(xué)中“增量”的誤解。物理學(xué)中常用“增量”表示物理量的變化，如速度增量，動能增量，內(nèi)能增量等等。但學(xué)生常常把增量與正值聯(lián)系在一起，錯誤地認(rèn)為增量一定是正值，是增加量；對于增量為負(fù)值的情況，思維上總是不順暢。
4. 公式中的加減號與物理量的正負(fù)號混淆。在應(yīng)用公式Ft=mv t－mv0中，當(dāng)mv0為負(fù)值時(shí)，有的學(xué)生誤認(rèn)為公式中的減號就是該mv0的負(fù)號，所以不再用負(fù)值代入，造成錯誤。
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