高中物理中符号的使用规则

1 符号的使用规则

中学物理中的“+-、”号通常有三种情况：

（1）表示物理量之间的运算关系.（2）表示矢量的方向或标量的正、负.（3）表示物理量的变化情况.在应用时，要具体问题具体分析.

1. 表示物理量之间的运算关系

标量之间的“+-、”为代数运算.矢量之间的“+-、”为矢量运算，遵从平行四边形定则或三角形定则，但在一条直线上矢量之间的“+-、”可转化成代数运算.

2. 表示矢量的方向或标量的正、负

（1）表示矢量的方向：在规定正方向后，凡与正方向相同的矢量取正值，相反的矢量取负值；所求矢量为正值者，表示其方向与正方向相同，为负值者，表示其方向与正方向相反.

（2）表示标量的正、负.例如功和能都是标量，都有正、负之分.①对功来说，W ＞0，表示力对物体做正功；W ＜0，表示力对物体做负功；W =0，表示力对物体不做功.②能量是一个相对量，可取正值、负值或零.例如：

卫星绕地球旋转时，卫星和地球组成系统的总能量为（取无穷远处为零势点）：

()22k p GMm GMm GMm E E E r r r

=+=

+-=-卫；其中G 为万有引力常量、M 为地球质量、m 为卫星质量、r 为卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径. 氢原子核式结构模型中，氢原子的总能量为（取无穷远处为零势点）：

222

''

()22k p ke ke ke E E E r r r =+=+-=-氢.（也可以用能级公式计算）其中k 为静电引力常量、e 为电子所带电量、r 为电子绕核运动的轨道半径.

显然，卫星和电子的动能都是正值，系统的势能和总能量都是负值.

势能的情况较为复杂.势能为物体系所共有，与零势面的选取有关（势能的变化与零势面的选取无关），在规定了零势面后，可以判断某处势能的多少和正负.①对地球表面附近的物体来说，重力势能的计算式是P E mgh =（g 视为常量）.当物体位置高于零势面（通常取地面为零势面）时h 取正值，h 越大势能越大；反之，h 取负值，h 的绝对值越大，势能就越小.②对弹性势能来说，一般取原长时弹性势能为零，则212

P E kx =（x 是形变量），弹性势能只有正值，没有负值.③对分子势能来说，一般取无穷远处分子势能为零，则11p s t E r r λ

μ--=-.当0r r =时，分子力为零，分子势能最小且为负值；当分子间距离增大（但小于分子直径的10倍）时，分子势能也增大，但仍为负值；当分子间距离减小时，分子势能仍增大且为负值，当分子间距离减小到一定程度时，分子势能由负值逐渐增大到零，此后再减小分子间距离，分子势能表现为正值且逐渐增大.④电势和电势能也有正、负之分，在规定了零势面后，可以判断电场中某点电势或电势能的正负和高低.通常取无穷远处为零势

面，则点电荷的电势和电势能公式为：12,p p kq q kq E r r

φ==.p φ和p E 的正、负分别由q 和1q 、2q 的正、负决定，正电荷周围的电势为正，负电荷周围的电势为负.正电荷在正电势的地方电势能为正，负电荷在负电势的地方电势能也为正；反之为负.

3.表示物理量的变化

矢量的变化既表示矢量变化的方向又表示矢量变化的大小，其运算遵从平行四边形或三