高中物理中的正負號的應用問題歸納

在高中物理中，很多物理量和物理規律中都涉及到+、－號，理解它們在各種情況下的不同應用，是我們掌握物理概念、規律和科學方法的一個重要步驟。本文高中物理中常見的+、－號應用問題，作一簡要的歸納，如下：

一、表示物理的方向

在進行一條直線上的矢量運算時，由於矢量方向只有與直線同向或反向兩種可能，所以，若沿矢量能在直線選一正方向，規定矢量與其同向取正值，反向取負值，則矢量值的正負即表不其方向，它們的運算也簡化為代數運算。如以初速VO=15m/s豎直上拋的物體，取向上為正，g=10m/s2，則拋出後任意時刻t的速度Vt=V0+（-g）t=15-10t。t=1s時，Vt=5m/s時，表示物體向下運動。

一些標量如正弦式電流，在變化過程中也只有兩個可能的方向，若取線圈在勻速磁場中繞垂直於磁場的軸從中性面開始轉動時產生的電流方向為正方向，則電路中感應電流瞬時值i=Ims的ωt為正時表示i沿正方向流動為負時，表示i沿負方向流動。

這裏應説明的是，上述表示是相對的，當所選正方向改變時，物理量中表示方向的正負將隨之改變時，物理量中表示方向的正負將隨之改變；同時，這種表示中的正負量值也具有表示量的大小的含義。

二、表示物理量的相對大小

一些物理量如重力勢能、電勢、温度等，其值的大小一般是相對參考點而言的，以參考點之值為零，它們值的正負表示相對參考點值的高低。如豎直上拋一質量為1kg的物體，取拋出點為重力勢能的零點，則它在拋出點上方1m處的勢能為9．8J，表示它在該點的勢能高於在拋出點時的勢能，在拋出點下方1m處的勢能為-9．8J，表示它在該點的勢能低於它在拋出點的勢能。

顯然，上述表示中的物理值不代表其絕對大小，且其正負與所選參考點有關（但兩值之差與所選參考點無關）。在特殊情況下，若所選參考點（零點）的值為物理量的可能最小值，則表示的物理量不會有負值出現，若所選參考點（零點）值為物理量的可能最大值，則表示物理量不會有正值出現。如熱力學温算，由於其零點取在低温的極限值，所以，用熱學温算表示的温度均為正值。

三、區別物理量的不同性質

在研究物理問題時，常常會遇到某些物理量具有性質完全相反的情況，為反映它們的不同，就在這些量前面加正、負號予以區別。如：在功的前面加正、負號是區別功力對物體做功還是阻力對物體做功；在熱量前面加正、負號是區別物體是吸熱還是放熱，在電荷前面加正、負是區別電荷的兩種電性；在像距、焦距前面加正、負號是區別它們的實、虛等等。

四、表示物理量的變化情況

物理量的變化一般都是用其在變化過程的末態值減去初態值表示。對於算量，由此得出的變化量的正負表示其增減情況；如在動能定理ω=EK2-Ek1中，EK2-Ek1為正表示物體動能增加，EK2-Ek1為負表示物體動能減少。對於矢量，變化量為末矢量與初矢量的矢量差，當其沿直線方向變化時，規定正方向後變化量的正負表示矢量變化的方向。如物體受恆力作用時，其動量改變為△P=P末-P初，取P初的方向為正方向，則△P為正表示物體動量沿正方向增加，△P為負表示物體動量沿正方向減少。顯然，這裏的正負是不表示物體初、末動量的方向的`。

五、表示物理規律中各量的關係

在一些物理過程中，各物理量具有確定的Rr和方向關係，如物體多到外力作用時其加速度方向與外力方向時刻相同，物體相互作用時作用力和反作用方向時刻相反，……。對應規律表達式中的+、－號即是為反映這種關係而引入的。如簡諧運動中回覆力的表達式F=-kx中，負號表示回覆力方向與物體離開平衡位置位移的方向時刻相反。顯然，這裏的負號不表示位移方向與所選正方向相反。

在一般情況下，物理規律表示式中的“+、－”號是反映各量運算關係的符號，它們既不表示量的大小，也不表示量的方向。如，原子進行定態躍遷時對應光子的能量為hr=E初－E終，這裏的“－”號表示E初－E終為原子在兩定態間的能量差，不表示原子躍遷後能量為負值；在動量守恆定律P1+P2=P'1+P'2中，“+”號表示等式兩端分別為兩物體作用過程初、末狀態的動量矢量和，不表示P2和P'2的方向。

六、表示量值的範圍

在高中物理實驗中，一些測量儀器刻度盤上逢有“+、－”，如J0408型伏特表，5V量程對應的刻度“-5～+15”，它表示用該量程可測量的最大正向電壓15V，最大反向電壓5V，某物長度的測量結果為100±0．5mm，這説明物體實際長度在99．5～100．5mm之間。這裏的“+、－”表示一個範圍。

綜上所述，物理中“+、－”的含義要比其在數學中豐富得多。因此，學習中正確理解這些問題是正確的掌握和應用物理知識的基礎，是提高物理成績的重要步驟。