高中物理:静电学中正负号的含义与处理方法
浅谈中学物理中正负号的意义
浅谈中学物理中正负号的意义在中学物理中,无论是运算过程,还是所求结果,均会涉及物理量的正负。
其物理含义比较广泛,往往使学生感到难以应付,只有先弄清楚正负号所表示的意义,才能正确运用。
下面谈谈正负号的几种意义。
一、用“+”、“一”号表示物理量的性质相反,这些物理量通常是标量中学物理中常遇到某些标量具有性质相反的情况。
为了区别它们的不同,就用“+”、“一”号来区别,“+”号通常省略不写,若为零表示没有。
比如,电荷前的“+”、“一”号,用来区别两种不同性质的电荷,即正电荷与负电荷;功也有正负,正功表示力对物体做功,负功表示物体克服该力做功,当然也可以说正功表示动力对物体所做功,负功表示阻力对物体所做功;两电荷间的相互作用力用“+”、“一”号来区别这一对作用力是斥力,还是引力;重力、弹簧的弹力、分子力做正功都表示物体系的势能减少,做负功都表示物体系的势能增加;热量前的“+”号表示物体吸热,“一”号,表示物体放热;内能前“+”号表示内能增加,“一”号表示内能减少;在核反应方程中,能量前的“+”号表示放出能量,“一”号表示吸收能量;动能的变化量δe k为正值表示有其他形式的能转化为物体的动能或者是其他物体把一部分动能传给该物体,为负值时表示物体的一部分或全部动能转化为其他形式的能或传给其他物体等。
这一类标量的正负既不表示方向,也不表示大小,仅表示相反性质的意义。
二、用“+”、“一”号表示物理量比规定的“零”大或小,这些物理量往往也是标量温度、电势、重力势能、分子势能、电势能等,这些物理量都是标量,它们前面的“+”、“一”号也不表示方向。
由于它们的量值大小往往都是相对的,需要选定某一“零”点为参考,才可确定它们的值。
其高于“零”点的值就用“+”号来表示,“+”号通常省略不写,低于“零”点的值就用“一”号来表示。
比如,在摄氏温标中,规定标准大气压下冰水混合物的温度为0摄氏度,高于0摄氏度的为正,低于0摄氏度的为负,这里的正负就反映了温度的高低,正的温度比负的温度高;若以无穷远处为零电势点,则正电荷形成的电场中各点的电势都为正值,而负电荷形成的电场中各点的电势都为负值;若以大地为零电势面,“+”号表示高于大地的电势,“一”号表示低于大地的电势;又比如要确定重力势能的大小,首先要选定参考平面。
§4 正负号的物理意义和选取
§4正负号的物理意义和选取数学上用正负号表示具有相反方向或相反意义的量,物理学中,有些物理量是没有特殊的相对性或相反意义的,如时间、物体的尺度、质量、动能、物体运动的路程、交流电的频率等等,对于这些物理量内能取正号,而有些物理量却具有某种相对性或特定的相反意义,如:温度、势能、力、速度、电量、焦距等等,对这类物理量为了表示它们的相对性或相反意义,引用了正负号法则。
在中学物理中常见的有下面三种情况:1、用正、负号表示物理量在数值上的相对性数学中用数轴上的点表示数值此一时,要假设一个点为原点,其他点的数值大小则相对于这个原点而言。
物理学中有些物理量的大小具有相对的意义,要决定其数值必须假定某一零点为参考,其他数值则相对于这个为零的参考点而言。
如表3-1所示。
表3-12、用琥负号表示物理量在方向上的相反意义物理学中既有大小又有方向的量称为矢量。
对于一维矢量只有正反两个方向,为了表示这些矢量在空间方向上的相反意义,也引用了正负号。
正负号的选取除了某些习惯的的规定外,原则上是任意的,即假定某一方向为正,相反方向则为负。
如力、速度、加速度、位移、动量、冲量、电场强度、磁感应强度等都可以任意选取一个方向为正,与其相反的方向则为负。
在比较复杂的综合题中,如果物体的运动中以确定,通常以运动方向为标准,对于位移这个物理量,处理匀减速直线运动的有关问题时,通常以出发点为起点,从出发点指向终点,方向与初速度方向相同的为正,反之为负。
3、用正负号表示物理量在性质上的相反意义有些物理量,为反映其特定的物理性质,区别它们在性质上完全相反的意义,也应用正负号来表示。
符号的选取一般来都有特点的原则,如表3-2所示。
表3-2显然,当正负号用以表示物理量的性质与方向时,它对物理量的量值的大小是没有影响的。
请读者分析下面诸例中,在正负号的运用和选取方面哪些是对的?哪些是错的?错在哪里?(1)对以速度V 行驶的汽车进行刹车试验,第一次试验的制动力是31.510N -⨯,第二次试验的制动力是32.010N -⨯,问二次试验中哪次制动力大?答:因为32.010N -⨯<31.510N -⨯,所以,第一次的制动力大。
例谈静电场中的正负号问题
例谈静电场中的正负号上海市崇明中学 吴士玉 地址:崇明县鼓浪屿路801号 邮编:202150在静电场的学习中,好多学生对静电场中出现的一些正负号如电荷的正负、电势、电势能、电势差以及电场力做功的正负出错的频率很高。
现就静电场中所涉及的几类正负号问题,结合例题加以说明。
一、电荷的正负自然界中存在两种电荷,即用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦的橡胶棒带负电。
物体所带电荷的多少叫做电荷量。
用符号Q 或q 来表示。
如某物体带q= -3×10-6C 的电荷,这里的负号表示物体带电性质为负电荷。
若物体带正电荷,一般正号可以略去不写。
二、库仑定律、电场强度计算中的正负号 计算真空中两个静止点电荷之间的库仑力221rQ Q k F =(或Eq F =)以及计算电场中某点场强q F E =(或2rQ k E =)时,由于力F 和场强E 均是矢量,我们约定在静电场中凡是涉及到矢量运算时,电荷量均带入绝对值进行计算,方向另外判断。
显然判断两静止点电荷间作用力方向时,两电荷若为异种电荷则相互吸引,若为同种电荷则互相排斥。
力的方向在两电荷的连线上。
【例1】如图1所示,真空中点电荷A 所带电荷量Q A =-4×10-8C ,点电荷B 所带电荷量Q B =2×10-8C ,它们之间的距离r =0.2m ,连线沿水平方向,求点电荷A 所受库仑力的大小和方向。
【解析】把两电荷的电荷量绝对值带入库仑定律,可求出点电荷A 所受库仑力的大小,即N N r Q Q k F B A A 428892108.12.010*******---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==。
因A 、B 两点电荷带异种电荷,相互吸引,点电荷A 受到的库仑力水平向右。
利用公式qF E =计算电场中某点的场强时,q 带入绝对值进行计算,场强方向规定为正电荷所受电场力的方向。
【例2】在正点电荷Q 的一条电场线上的A 处,放一个电荷量大小为4.0×10-6C 的负点电荷q 1,q 1受到的电场力F 1=1.2×10-2N 。
高中物理:静电学中正负号的含义与处理方法
高中物理:静电学中正负号的含义与处理方法一、静电学中正负号的含义1、库仑力(电场力)和电场强度是矢量,它们的正负号表示其方向与规定的正方向是相同()还是相反。
2、电场力做的功是标量,它的正、负号表示电场力与位移的方向是相同还是相反,其绝对值表示功的多少。
3、电荷量是标量,它的正负号表示电荷的电性(“ ”表示正电荷,“-”表示负电荷),电荷量的大小是电荷量的绝对值。
4、电势也是标量,它的正负号表示大小,负电势总比正电势低。
可见,静电学中的正负号在许多情况下都不表示大小(高低),而具有其他特定意义。
二、静电学中正负号的处理方法1、在处理库仑力(电场力)和电场强度的合成时,常要用矢量运算法则,用正交分解法分解后,规定一个正方向,将矢量运算转化为同一直线上的代数运算,借用正负号表示矢量的方向性。
但须注意,不要将表示电荷电性的正负号代入,而造成错误。
例1、三个点电荷在真空中排成一正三角形,两两相距r,它们的电荷量分别是,若,试求该正三角形几何中心处的电场强度。
解析:三个点电荷在O处都产生电场,所求应是三个点电荷在O处的场强的合场强,由题意易知A点电荷在O处的场强,方向是从A指向O。
同理,,方向是从O指向B,,方向是从C 指向O。
因,故,从而可将沿的方向与垂直的方向正交分解,并取OB方向为正方向,则易得所求场强的大小为方向是从O指向B。
2、求电场力做功或电势差时,可不带符号也可带符号。
例2、电场中A点电势点电势,一电荷量为的电荷,由A点移至B点。
(1)A、B两点间的电势差为多少?(2)移动过程中,电势能改变了多少?是增加还是减少?(3)电场力做了多少功?是正功还是负功?解法一:不带符号的解法(1)因,故(2)电热能的改变负电荷从低电势点A移至高电势点B,电势能减少。
(3)电场力做功负电荷从低电势点A移至高电势点B,电场力做正功。
解法二:带符号的解法(1)(而)(2)(“-”表示减少)即电势能减少了。
(3),即电场力做正功。
物理的+-号及不同的含义
物理的"十""-"号及不同的含义在物理学习中,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。
具体说有下面几种。
一、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1800,则φ1=BS,φ2=-BS,磁通量的变化是Δφ=φ2-φ1=-2BS二、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。
谈高一物理中的正负号
谈高一物理中的正负号
曹昭文
【期刊名称】《数理化学习:高中版》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】高一物理中的正、负号,有时表示物理量的方向,有时表示物理量的大小,很容易混淆,解题时也不易把握.现归纳如下.1 正、负号可表示矢量的方向对于矢量,如果只研究一条直线上的情况,其方向只有2种可能,故可用正号表示一个方向,负号表示另一个相反的方向.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】曹昭文
【作者单位】江苏省铜山县郑集中学221143
【正文语种】中文
【中图分类】G633.702
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正\负号在高中物理教学中的应用
正\负号在高中物理教学中的应用正、负号在高中物理教学中的应用中学物理的学习过程是感知物理现象→建立物理表象→形成物理概念和掌握物理规律→解决物理问题(应用规律),在这一过程中最重要的环节是形成物理概念和掌握物理规律,物理规律通常是用定理、定律的形式,以函数式或图像的方式,简洁、清晰地来表达和呈现物理量之间的关系。
物理概念是用物理量来表示的,物理量是能够定量地反映客观事物的物理性质或特征的物理概念。
可见,物理量在整个物理学习中是十分重要的。
下面我们就来探讨物理量中矢量和标量的符号问题。
物理量按照其有无方向可以分为矢量和标量,但无论矢量还是标量其物理量前有时要用正、负号来表征一定的物理意义。
一、矢量的正、负号物理学中的矢量是指既有大小又有方向的量。
这类量的运算在相加减时遵从平行四边形定则。
高中阶段经常将矢量的运算简化为同一条直线上的运算,此时常用“+”和“-”来表示同一条直线上矢量的方向。
在运算时的基本步骤是:①规定正方向。
②确定各矢量的正负号,与规定的正方向相同的记为“+”,与规定的正方向相反的记为“-”。
“+”和“-”只表示同一条直线上的矢量与规定的正方向相同或相反,并不表示物理量的大小。
例如F1=-5N,F2=3N,力F1大于力F2,F1的方向与规定的正方向相反,F2的方向与规定的正方向相同。
③进行运算,“+”和“-”参与计算。
此类常见的物理量有力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、速度增量△V、动量增量△P等。
二、标量的正、负号物理学中的标量是只有数值大小,而没有方向的物理量。
此类物理量的运算遵循代数运算法则,通常“+”和“-”号在标量前表示不同的含义。
1.非负的物理量这类物理量只有正值,没有负值,描述一定的物理状态或反映物质的自身属性。
例如:路程s表征物体运动轨迹的长短,动能Ek表征物体运动过程中某一时刻或位置具有的能量;电容C、电阻R、密度ρ等都表征物体具有的某一性质。
物理量正负号意义及应用例析
物理量正负号意义及应用例析作者:杨军来源:《理科考试研究·高中》2017年第04期摘要:高中物理中很多物理量都是带有正负号的,不同的物理量正负号的意义不尽相同.帮助学生理清正负符号意义,指导学生在解题中灵活应用正负号,是高中物理教学中一个不能忽视的问题.关键词:物理量;正负号;方向;效果;性质在高中物理中,很多物理量都是带有正负号的,而且,物理量的正负号意义不尽相同,用法也是纷繁芜杂,不仅初学者莫衷一是、一头雾水;就连高三学生在解题时也经常出现张冠李戴、丢三落四的现象.为了正确理解物理基本概念,熟练掌握物理基本规律,灵活应用物理基本方法,必须要辨明物理量的正负号的意义!本文试对高中物理中常见物理量的正负号的意义进行分类辨析,并就学生容易出现失误的地方举例说明其应用方法.一、正负号表示矢量的方向中学物理中,矢量是既有大小又有方向的物理量,其运算遵循平行四边形定则.例如:力、位移、速度、加速度、电场强度、磁感应强度、动量、冲量等.一般地,向量的方向要用角度来描述,而当矢量仅处在同一直线上时,可以选取某个方向为正方向,方向与正方向相同的矢量,其方向用正号表示,方向与正方向相反的矢量,其方向用负号表示.在这种情况下,正负号不是量值大小的标志,而是方向的标志,“-5N”的力要比“+3N”的力大.在矢量运算问题中,学生往往丢失“-”号造成错解.例题1物体静止在光滑的水平地面上,先对物体施加水平恒力F1,经过一段时间后撤去F1,立即施加与F1反向的恒力F2,又经过相同时间,物体回到出发点,则F1与F2大小之比为多少?错误解法设物体的质量为m,两段运动的加速度为a1、a2,由牛顿运动定律:F1=ma1;F2=ma2;设撤去F1时物体速度大小为v,两段运动时间均为t,两段位移分别为x1、x2,则:x1=12a1t2;v=a1tx2=vt-12a2t2;物体回到出发点,x1=x2;解得:F1=F2错解原因分析物体第一段运动的位移为x1,第二段运动的位移为x2,物体回到出发点,两段位移大小相等,方向相反,即:x1=-x2!学生往往更加关注物理量的大小关系,而忽视其方向关系,造成失误!在解决物理问题时,要严格按照选取的正方向表示矢量,防止丢失负号!正确解法物体回到出发点,x1=-x2;解得:F2=3F1二、正负号表示标量的方向高中物理中,有些物理量是有方向的,但是它的运算遵从代数法则,在这些物理量中,我们引入正负号表示方向.例如:电流和磁通量.由于标量的方向性更加隐蔽,因此学生在进行标量运算时往往更容易忽视符号造成错解.例题2如图1所示,n匝矩形线圈面积为S,电阻为R,线圈平面垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场放置.若在t秒内将线圈绕ab边翻转180°,则线圈中产生的平均感应电动势是多大?错误解法线圈翻转前,磁通量为Φ1=BS;线圈翻转后,磁通量为Φ2=BS;因此,磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=0;由法拉第电磁感应定律,E=nΔΦΔt=0,即:此过程中平均感应电动势为0.错解原因分析磁通量是标量,但有正负之分.其正负是这样规定的:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正值,则磁感线从反面穿入时磁通量为负值.在例题2中,线圈绕ab边翻转180°,磁感线穿入面发生了变化,因此,ΔΦ≠0.正确解法线圈翻转前,磁通量为Φ1=-BS;线圈翻转后,磁通量为Φ2=+BS;因此,磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=2BS;由法拉第电磁感应定律,E=nΔΦΔt=2nBSt.另外,在电流的运算中,灵活运用符号,会简化解题过程.例题3如图2所示电路中,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则通过电流表的电流方向为向,电流的大小为A.解法说明求解复杂电路问题时,各条支路的电流往往都是未知量,它们的大小和方向都不知道.这时,可以先给每个支路电流假设一个方向,然后由电路的电流关系和电压关系列出方程,如果求得某支路的电流数值为正,则该电流实际的方向与假设的方向相同,否则相反.正确解法设流过R2的电流为I2,方向向右;流过R3的电流为I3,方向向下;流过电流表的电流为I4,方向向右;则:I=I1+I2;I4=I2+I3;I1 R1=I2 R2+I3 R3;解得:I3=-0.5A,I4=0.5A;说明流过R3的电流为0.5A,方向向上;流过电流表的电流为0.5 A,方向向右.三、正负号表示相反的作用效果中学物理中,有些标量用正负号来区别相反的作用效果.这类物理量中的典型代表就是——功:正号表示外界对物体做的功;负号表示物体对外界做功.功的正负号代表的就是力对物体做功的效果!这类问题中,容易出现错误的是“求物体克服某个外力做功”的问题,特别是一些字母运算的问题,需要尤其注意.例题4假设某次罚点球直接射门时,运动员给足球一个初速度为v0,球恰好从横梁下边缘踢进,此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h,足球质量为m,重力加速度为g,求足球运动过程中克服空气阻力做的功.错误解法设足球运动过程中克服空气阻力做的功为Wf,对运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程,由动能定理:Wf-mgh=12mv2-12mv02解得:Wf=12mv2-12mv02+mgh错解原因分析设足球运动过程中克服空气阻力做的功为Wf,则空气阻力做功为-Wf,由动能定理列方程要求各个力做功之和,“-”号不能丢弃!正确解法设足球运动过程中克服空气阻力做的功为Wf,则空气阻力做功为-Wf,对运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程,由动能定理:-Wf-mgh=12mv2-12mv02解得:Wf=12mv02-12mv2-mgh四、正负号表示相反的性质1746年,本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)(1706~1790)发现自然界中只存在两种不同性质的电荷,于是提出了用正号和负号表示电荷的方法并逐渐被人们接受.在物理学中,电荷的正负号表示的是相反的性质.一般情况下,电荷的符号是不参与运算的,比如,在有关静电力的运算问题时,全部取电荷量的绝对值进行计算,结果的方向另外判定;但是,在有关电场力做功和电势能的运算问题时,电荷量必须要带正负号运算!例题5如图3所示,光滑的绝缘竖直细杆与以正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点,设AB=BC=h.一质量为m、电荷量为-q的空心小球从杆上A点从静止开始下落,滑到B点时的速度vB=3gh.试求A、C两点的电势差.错误解法因B、C是在电荷Q产生的电场中处在同一等势面上的两点,即φC=φB,则UAB=UAC;由A→B,根据动能定理,有mgh+WAB=12mv2B解得:WAB=12mgh由电势差与电场力做功之间的关系:UAB=WABq解得:UAB=mgh2q错解原因分析q是带负电的电荷,运算时要注意连同符号一起运算!【正确解法】由电势差与电场力做功之间的关系:UAB=WAB-q解得:UAB=-mgh2q五、正负号表示特定的意义高中物理中,物理量的变化量,也叫增量,是指在一个过程中,末状态量减去初状态量.如果变化量为正值,则表示该物理量增加;如果变化量为负值,则表示该物理量减少.另外,在热力学第一定律中,W为正,表示外界对气体做功;W为负,表示气体对外界做功.Q为正,表示外界对系统传热;Q为负,表示系统对外界传热.例题6一定质量的理想气体,在从一个状态变化到另外一个状态的过程中,吸收热量280J,并对外做功120J,试问:(1)这些气体的内能发生了怎样的变化?(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出240J的热量,那么在返回的过程中,是气体对外界做功还是外界对气体做功?做了多少功?错误解法(1)由热力学第一定律可得:ΔU=W+Q=120J+280J=400J说明气体内能增加了400J.(2)由于理想气体内能仅与状态有关,所以气体从末状态回到初状态过程中内能的变化量ΔU':ΔU'=-400J;再次由热力学第一定律可得:ΔU'=W'+Q';所以:W'=ΔU'-Q';代入数据:W'=(-400J)-240J=640J;所以气体对外做功640J.错解原因分析理解不清符号意义,列式混乱.正确解法(1)由热力学第一定律可得:ΔU=W+Q=-120J+280J=160JΔU为正,说明气体内能增加了160J.(2)由于理想气体内能仅与状态有关,所以气体从末状态回到初状态过程中内能的变化量ΔU':ΔU'=-160J;再次由热力学第一定律可得:ΔU'=W'+Q';所以:W'=ΔU'-Q';代入数据:W'=(-160J)-(-240J)=80J;所以气体对外做功80J.另外,高中物理中,有很多物理量具有相对性,为了确定这些物理量的量值,需要选取参考点(零点),例如:温度、重力势能、电势以及电势能等.在这些物理量中,正负号是表示物理量的大小的,例如:“-5J”的重力势能比“+3J”的重力势能小.这类问题出现错误的情况比较少,不再举例说明.可以看出,正负号在物理学中的意义与应用是贯穿整个物理学始终的,几乎涉及到物理学的各个领域,这就要求同学们在学习中,要善于对比,善于总结,才能在解决问题的过程中灵活运用!。
浅谈中学物理中正负号的意义
五彩 缤纷 的焰火 , 这样大容 量 的信 息传 递 。 学生化 学的学 习已经 对 具有 潜在 的吸 引力。再 如 , 讲到 稀释浓 硫酸 的操 作 时 , 播放 了错 误 操作 所引起 后果 的动画 , 加深 了学生对 该实验 正确操 作的认识 。 化 学课 还有许 多微观 知识 , 都可 以通过 多媒 体 , 加深 对知 识 的理解 , 这在 以前依 靠“ 支粉笔 , 一 一张 嘴” 不可能 实现的 。因此 , 是 多媒体
l 理 研 【 注】 数 化 究l 关
浅谈 中学 物理 中正 负号 的意义
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物 理 中 “ ” 一 号 包 括 的 内 容 比 数 学 中 的 “ ~ 一 号 丰 富 得 +“” + ” 多。 两者是 不能 等 同的 , 在特 定 条件 下具 有深 刻 的物理 意义 , 它在
代入公 式计 算。至 于电场 中究竟 是正功 还是 负功 ,可 另行 单独 判 断。 这仅仅 是为 了方便并 不能 因此掩盖 了正 、 负功 的真 实意义 。 ( 山市丰 南区 第二中学 ) 唐
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正负极符号
正负极符号
电学中,正负极符号是一种表示电荷极性的标志。
它们分别代表着正电荷和负电荷。
正电荷是指电子亏损,而负电荷则是指电子过剩。
在电学中,电荷是电的基本属性之一。
它是指物体所带的电性质,可以是正电荷或负电荷。
当两个带电体之间存在电荷时,它们会相互作用,这种相互作用称为电力。
电力的大小和方向取决于带电体之间的电荷量和距离。
当两个带电体之间的电荷量相同且极性相反时,它们会相互吸引。
相反,当它们的电荷量相同且极性相同时,它们会相互排斥。
为了表示电荷的极性,我们使用正负极符号。
正电荷用“+”表示,而负电荷用“-”表示。
例如,如果一个物体带有正电荷,我们会用“+”来表示它的电荷。
同样,如果一个物体带有负电荷,我们会用“-”来表示它的电荷。
正负极符号可以用于表示任何类型的电荷,包括原子,离子和分子。
例如,氢原子带有一个正电荷,因此我们可以用“+”来表示它的电荷。
相反,氯离子带有一个负电荷,因此我们可以用“-”来表示它的电荷。
正负极符号在电学中具有重要的意义。
它们可以帮助我们理解电荷之间的相互作用,并解释一些电学现象,例如静电吸引和排斥。
此外,正负极符号也是电路中电荷流动的重要标志,可以帮助我们分析电路的行为和特性。
总之,正负极符号是电学中的重要标志,用于表示电荷的极性。
它们可以帮助我们理解电荷之间的相互作用,并解释一些电学现象。
在电路中,它们也是电荷流动的重要标志,可以帮助我们分析电路的行为和特性。
浅谈中学物理中正负号的意义
浅谈中学物理中正负号的意义作者:韩桂金来源:《成才之路》2010年第07期物理中“+”“-”号包括的内容比数学中的“+”“-”号丰富得多,两者是不能等同的,在特定条件下具有深刻的物理意义,它在解题中起着至关重要的作用。
一、标量中的“+”“-”号问题标量分为两类,一类为恒的标量,如长度、质量、动能、绝对温度,一切矢量的(即“大小”)都属于这一类。
另一类是可以取负号的标量。
如功、重力势能、热量、温度、电流强度、电量、电势、电动势、磁通量,以及一切标量的增量,都属于这类标量。
“+”“-”号在这里具有深刻的物理意义。
1. “+”“-”号是物理量大小的一部分如温度、势能、电势这类物理量“+”“-”表示相对标准位置(零点)是高还是低的意义,符号是物理量大小的一部分。
这里具有5 ℃大于-10 ℃,势能5焦耳大于-10焦耳,电势5伏大于-10伏等。
这类物理量大小的比较与代数中大小的比较是一致的。
2. “+”“-”号表示某物理过程进行的“方向”如动能定理∑W=△EK中,∑W,△EK为正时,表示有其他形式的能转换为物体的动能或其他物体将一部分动能传递给这个物体。
反之∑W,△EK为负时,表示物体有一部分(或全部)动能转化为其他形式的能或传递其他物体。
可见∑W和△EK的符号是至关重要的,它决定了能量转换或动能传递的“方向”,同样热力学第一定律△E=W+Q式中的△E,W,Q自身可正可负,系统对外做功及对外放热时W,Q均为负,表示系统对外耗散热量,内能减少,此时△E为负。
反之W,Q为正时表示外界对系统做功和系统对外界吸热,内能增加△E为正,这里W,Q的“+”“-”表示了系统与外界交换能量的“方向”等。
3. “+”“-”号表示物理量的性质和种类如电量的正、负表示了自然界的两种电性相反的电荷;光学公式中1/f=1/u+1/v,f,u,v的“+”“-”表示焦距、像距的实虚等。
应该注意电流强度、电动势、磁通量等物理量也常规定了方向,但它们仍不属于矢量,这是因为要使我们关于矢量的通常理解跟矢量的严格定义相一致,必须在矢量的通常定义中(“既有大小又有方向的量”)附加“矢量的合成遵循平行四边形法则”这一要求。
物理量的正负号及其处理方法
物理量的正负号及其处理方法作者:冯艳来源:《中学生数理化·教与学》2013年第08期在物理学习中,特别是在有关物理习题的解答中,经常会遇到物理量的正负及其计算问题.有些学生在解答有关习题时,由于对物理量的正负掌握不好,经常出现一些错误.这些错误表面上看起来是一个数学问题,实际上是由于对物理量的正负号的意义理解不深,不能正确运用正负号解决问题.因此,在物理学习中必须重视它.从物理量正负号的产生和建立过程来看,大致可归纳为以下三种情况.一、矢量的正负号在解决同一直线上的矢量运算问题时,引入了正负号,通常规定某一方向为正方向,凡是方向跟正方向相同的矢量都取正值,反之取负值.在这种情况下,矢量的正负号,表示与既定的正方向相同或相反,而不表示大小,绝不能说,正矢量总比负矢量大.引入正负号以后,同一直线上的矢量运算就可以化为代数运算,在高中物理课本中又把矢量(如力)的正交分解法作为互成角度的矢量运算的主要方法,这其中涉及各分量的正负问题.这种方法要求先建立一个坐标系(通常是平面直角坐标系),规定正方向,把矢量分解到方向和方向上,然后分别进行方向和方向上各分量的代数和的计算,最后利用矢量的平行四边形定则进行合成,从而解决了互成角度的矢量合成问题,这是处理复杂矢量合成的一种有效方法.在解答习题时,矢量正负号的处理方法有两种.一种是矢量的正负号与数值分开来处理,这种方法称之为“不带正负号”的计算法.由于这种方法在列方程时已经考虑到各量的正负号,故以后在代入数值进行计算时,各量都以绝对值代入.另一种方法是把矢量的正负号与数值统一考虑,列出一个普通的方程式,这种方法称之为“带着正负号”的计算法.显然这种方法在列方程时不考虑各物理量的正负,只列出普通方程式,而在代入数值时,要根据规定的正方向,先判定物理量的正或负,然后把各物理量以“正”值或“负”值代入方程式进行计算.在解答习题时,为了正确处理矢量的正负号,还需注意以下几点:要首先规定正方向,正方向一经规定,在同一问题中应保持一致.在解答时,要明确规定某一方向为正方向.在列出物理公式时,要明确公式中的物理量的代表符号是只表示大小,还是既表示大小又表示方向.在有些问题中,矢量的方向是不容易确定的.在解决这一类问题时,可以先假定矢量的方向为某一方向,如果计算结果为正值,则说明该矢量的实际方向与假定方向相同,若为负值,表示该矢量的实际方向与假定的方向相反.二、标量的正负号在高中物理中,属于标量的物理量很多,其中有一些也有正负号.对于这些物理量,为了区别它们的相对大小或是为了区别它们的两种相反的情况,通常也给它们冠以“正”、“负”号,但它们的正负号与矢量的正负号具有不同的意义.即使都是标量,它们的正负号也各有不同的含义.例如,电学中的电量、电流强度、电动势等物理量也都是标量,它们也有正负号.由于自然界中只有正负两种电荷,因此,为了同时表示电荷的种类或性质,也给电量带上正负号,这里的正负号既没有相对高低的含义,也没有转化方向的意义,只是表示它们性质不同.在有关静电场这一部分计算时,一般矢量式不带入正负号计算,而标量式则需代入正负号计算.电流强度和电动势在一般情况下都用绝对值,但有时因为它们方向不同也需要带着正负号计算它们的代数和.应注意其正负与矢量的正负物理含义是不同的.三、物理量的“变化量”和“变化率”的正负号计算某些物理量的“变化量”或“变化率”时,往往也出现“正”值或“负”值.对于这个“正”或“负”值,要进行具体分析.一般说来,计算标量的“变化量”时出现正负号,正值表示“增加”,负值表示“减少”.计算矢量的“变化量”时出现正负号,正值表示与规定的正方向相同,负值表示与规定的方向相反.应该强调的是,“变化量”的正负号与原物理量本身的正负号有着不同含义.例如速度的变化的正负与速度的正负含义是不同的.在高中物理中,有些物理量是从变化率定义的,如速度是位移对时间的变化率,加速度是速度对时间的变化率等.这类矢量“变化率”的正负号表示所定义物理量的方向与规定的正方向相同或相反.在利用图像处理问题时,“变化率”都是图线“切线”的斜率表示的,斜率的大小表示变化率的大小,斜率的正负表示变化率的方向.另外,有些物理规律也是用“变化率”表示的,例如法拉第电磁感应定律、自感电动势的计算式等,有关这类变化率的正负,在学习时也要重视.综上所述,物理量的正负号可以表示方向、性质、大小、增减、虚实、相同与相反和作用效果等意义,不能简单地套用数学上的概念,必须具体情况具体分析.在进行计算时,物理量的正负号能否转化为运算符号要服从于物理实际.通过运算,正负号由原来表示的物理意义可能转化为别的物理意义,但在运算之后必须把数学中正负号还原为它所表示的物理意义.。
浅议高中物理中的正负号
高
中 物 理
中 的 正 负 号
李 同 生
( 兴 平 南 郊 高 级 中学 , 陕西 兴 平
摘 要 : 在 中学物理 教 学中 , 由 于 涉 及 正 负 号 的 地 方 较 多. 其 符 号 的物 理含 义 又 各 不 相 同 , 并 且 学 生 对 正 负号 的数 学 意 义形 成 思 维 定 势 , 对物理含义理解不深 , 导致对认识和运 用 物理量 、 物理 规 律 会 产 生 困难 和 错 误 。 本 文对 中 学物 理 中正 负 号 的含 义及 一 些 常 见 的 问题 作 归纳 与 讨 论 。 关 键 词 :中学 物 理 正 负号 含 义 在 中学 物 理 学 习 中 , 由于涉及正负号的地方较多 , 其 符 号 的物 理 含 义 又 各 不 相 同 ,并 且 学 生 对 正 负 号 的 数 学 意 义 形 成 思维定 势 , 对 物理含义理解 不深 , 导致对认 识和运 用物理量 、 物 理 规 律 会 产 生 困难 和 错 误 。下 面 就对 中 学 物 理 中正 负 号 的 含 义及 常 见 的 一 些 问 题作 归 纳 与讨 论 。 表示物理量的方向 1 . 在 矢量 问题 中表 示 方 向 关 系。如 加 速 度 , 加 速 度 是 一 矢 量, 它 既 有 大小 , 又有方向 。 在匀变速直线运动 中, 加 速 度 为 正 值. 表示 加速度的方 向与速度的方 向相同 , 加速 度为负值 , 表 示 加速 度 的方 向与 速 度 方 向相 反 。 可 见 这 里 的正 负 号 表 示 方 向. 而不表示大小。 因此 , 在 比较 大 小 时 , 只需 要看 正 负 号后 面 数值 的大小 , 数值大者 , 加速度 就大 , 数值小 , 加 速度就小 , 这 种 比较 法 与 数 学 中负 数 大 小 的 比较 是 截 然 不 同 的 。同样 , 在力 矩中的“ 正负” 也表示方 向 , 正 力 矩 表 示 逆 时针 方 向 , 负 力 矩 表 示 顺时针方 向 , 并且, 在 牛顿 第 三 定 律 的 表 示 式 + 为 负 表示 物 体 动 能减 少 。对 于矢 量 , 变 化量 为末 矢 量 与初 矢 量 的矢 量 差 , 当其 沿 直 线 方 向 变 化 时 . 规 定 正 方 向后 变化 量 的正 负 表 示 矢 量 变 化 的方 向 。 如物 体 受 恒 力 作 用 时 , 其 动量改变为 l k P = P 一 P , 取P 的方 向为正方 向 , 则 △P 为 正 表 示 物 体 动 量 沿 正 方 向增 加 , △P 为 负 表 示 物 体 动 量 沿 正 方 向减 少 。 显然 , 这 里 的 正 负 是 不 表 示 物体 初 、 末动量的方向的。
高中物理中的正负号
高中物理中的正负号在高中物理中,很多物理量和物理规律中都涉及到+、-号,理解它们在各种情况下的不同应用,是我们掌握物理概念、规律和科学方法的一个重要步骤。
本文高中物理中常见的+、-号应用问题,作一简要的归纳,如下:一、表示物理的方向在进行一条直线上的矢量运算时,由于矢量方向只有与直线同向或反向两种可能,所以,若沿矢量能在直线选一正方向,规定矢量与其同向取正值,反向取负值,则矢量值的正负即表不其方向,它们的运算也简化为代数运算。
如以初速VO=15m/s竖直上抛的物体,取向上为正,g=10m/s2,则抛出后任意时刻t的速度Vt=V0+(-g)t=15-10t。
t=1s时,Vt=5m/s 时,表示物体向下运动。
一些标量如正弦式电流,在变化过程中也只有两个可能的方向,若取线圈在匀速磁场中绕垂直于磁场的轴从中性面开始转动时产生的电流方向为正方向,则电路中感应电流瞬时值i=Ims的ωt为正时表示i沿正方向流动为负时,表示i沿负方向流动。
这里应说明的是,上述表示是相对的,当所选正方向改变时,物理量中表示方向的正负将随之改变时,物理量中表示方向的正负将随之改变;同时,这种表示中的正负量值也具有表示量的大小的含义。
一些物理量如重力势能、电势、温度等,其值的大小一般是相对参考点而言的,以参考点之值为零,它们值的正负表示相对参考点值的高低。
如竖直上抛一质量为1kg的物体,取抛出点为重力势能的零点,则它在抛出点上方1m处的势能为9.8J,表示它在该点的势能高于在抛出点时的势能,在抛出点下方1m处的势能为-9.8J,表示它在该点的势能低于它在抛出点的势能。
显然,上述表示中的物理值不代表其绝对大小,且其正负与所选参考点有关(但两值之差与所选参考点无关)。
在特殊情况下,若所选参考点(零点)的值为物理量的可能最小值,则表示的物理量不会有负值出现,若所选参考点(零点)值为物理量的可能最大值,则表示物理量不会有正值出现。
如热力学温算,由于其零点取在低温的极限值,所以,用热学温算表示的温度均为正值。
高中有关物理量“正”“负” 的物理意义
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(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=ma,表示加速度a与力F同向;牛顿第三定律F1=-F2,“-”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F=-kx、加速度与位移a=-kx/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Δp1=-Δp2,“-”号表示Δp1与Δp2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。
高中物理中的正负号
高中物理中的正负号【摘要】:高中物理中,有许多量理解或应用时需要带入正负号,才能正确或完整。
基础稍差的学生在学习和应用这些量时,很容易出错。
本文将高中物理中一些量的正负号小结一下,企盼对一部分同学的学习有所帮助。
一、力学部分:1.准确地描述物体的位置,需要建立坐标系、明确坐标原点、规定坐标轴正方向和单位长度,用坐标系中的坐标值描述物体的位置时,坐标值可能有负号,这表示位置在坐标轴的负半轴上。
2.在坐标轴上画出表示初、末位置的坐标点,从初位置指向末位置的有向线段就表示位移,线段的长度表示位移大小,线段的指向表示位移方向,所以线段指向与规定的坐标轴正方向相同、相反时分别表示位移为正、负。
3.位移是位置的变化量,直线运动的位移Δx应该是末位置坐标x2减去初位置坐标x1即Δx=x2一x1。
用此式计算位移时,初、末位置坐标x1、x2必须依照建立的坐标系带有正负号运算,结果为正、负分别表示位移为正、负。
4.匀变速直线运动公式都是矢量式,应用时首先判断适用条件,还要体会公式中每个字母尤其矢量的含义。
如果以初速度V o方向为正方向,匀减速过程要特别注意加速度a与V o方向相反,应带入负值。
正确分析过程,对结果的正负进行必要的验证,例如末速度减到零后是停下不动还是可能返回?5.处理同一直线上的动量、动量定理和动量守恒问题时,涉及的速度V、动量P、力F、冲量I、动量的变化量ΔP等物理量都是矢量,使用中要先选定正方向(一般选定初速度V o方向为正方向),各矢量就可用正负号来表示,正、负号分别表示各矢量的方向与正方向相同、相反,将一维矢量运算简化为代数运算。
说明:对于方向在同一条直线上的矢量运算,可以在规定正方向的前提下用正负号表示矢量的方向,把矢量运算简化为代数运算。
6.简谐运动F=--kx中“--”的引入,定性分析时考虑平衡位置的两侧,分析位移的方向和回复力的方向是什么关系。
定量分析时,以平衡位置为原点,以某方向为正方向建立坐标轴,从矢量的角度将力F与位移x的方向分别用“十”和“一”体现出来,这样容易认识到F=--kx中的“--”表示回复力方向总是与位移方向相反。
高中物理所有正负号含义研究
大小或高低
表示物理量的相对大小或高低:
势能、电势、等
其大小一般是相对而言,取参考点(面)为零,正 负表示相对参考点(面)的高低。如竖直上抛一1kg 的小球,取抛出点为重力势能的零参考点,则在抛 出点上方10m处它的势能为98J,表示它在该点的势 能高于在抛出点时势能的98J。在抛出点下方1m处 的势能为-9.8J,表示它在该点的势能低于它在抛 出点势能的9.8J。
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新高考改革·一核四层四翼
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安陆市第二高级中学:冯辉辉
在高中物理教学中,会遇到很多物理量及相应规律公式 中涉及“+、-”号的情况。
全面掌握它们在各不同物理情形下的物理意义,是我们 准确理解物理概念、熟练运用物理规律解决科学问题所 必须解决的一个问题。
可以加强各模块物理知识的横向联系,完善学生的知识 结构。
下面我们对高中常见物理量的“+、-”号做一个全面细致的分析,争取做到系统全面,一网打尽。
运关系
③在一般情况下,物理规律表示式中的“+、 -”号是反映各量运算关系的符号,它们既 不表示量的大小,也不表示量的方向。如, 原子进行定态跃迁时对应光子的能量为 hν=E初-E终,这里的“+、-”号表示E初 -E终为原子在两定态间的能量差,不表示原 子跃迁后能量为负值或正值。在动量守恒定 律P1+P2=P'1+P'2中,“+”号表示等式两 端分别为两物体作用过程初、末状态的动量 矢量和,不表示P2和P'2的方向。
F=-F',负号并不表示F'的方向 为负,而是表示一对相互作用力 的方向总是相反。