ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ
2010    10
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物理学中，正负号具有丰富的内涵，它们以其独有的魅力，展示了物理学多姿多彩的一面。充分认识正负号在物理学中的意义，对学生弄清物理概念，掌握物理基础知识，减少作业中的错误，有极大的帮助。下面将物理学中正负号表示的意义分别予以讨论。
一、矢量的正负号
1.表示方向
一般来说，矢量的正负号是用来表示方向的。当被运算的矢量在同一直线上，就选定其中一个矢量的方向为“正”，凡与此方向一致的矢量统统为“正”，相反方向的矢量统统为“负”。例如，物体作变速直线运动时，规定初速度的方向为正方向；若物体作加速直线运动，加速度a 与初速度的方向一致，物体的加速度a 就为正。反之，若物体作减速直线运动，加速度a 与初速度的方向相反，物体的加速度a 就为负。
另外，在计算矢量时会出现矢量的变化量，也会出现正负号，矢量变化量的正负号也是用来表示方向的。
例如，物体作匀变速直线运动时，若速度的变化量为正，表示与初速度的方向一致；若速度的变化量为负，表示与初速度的方向相反。
2.表示两种相反的效果
这是一种特殊情况，在物理学中，物理量力矩M 。虽然也是矢量，但对于定轴转动的物体来说，力矩的方向是沿轴的方向，是不变的，可用代数量表示。在计算时规定：面向物体观察，使物体沿逆时针方向转动的力矩是正的，使物体沿顺时针方向转动的力矩是负的。显然，这时力矩M 的正负号表明它使物体向不同方向转动的效果。这与上面说到的矢量正负号含义不同，却与后面的标量含义相似。
二、标量的正负号
1.表示相对于“零标准”的高低
势能（重力势能、电势能）和电势等具有正负号，是由于这些概念本身的含义具有相对性。随着选定的“零”标准而呈现出“正值”和“负值”，“正”表示大于或高于“零”标准，“负”表示小于或低于“零”标准。而且，势能、电势等具有的正负号与该物理量本身的物理意义联系紧密，在运算过程中，它们的正负号常须带着走。另外，摄氏温标下温度的正负号，也具有相似的意义，“正”表示高于零摄氏度，“负”表示低于零摄氏度。
2.表示两种相反的过程
功W 的正负号由公式θcos S F W ⋅=决定。当０≤θ＜９０°时，功W 为正，表示外力对物体作功；当９０°＜θ≤１８０°时，功W 为负，表示外力对物体作负功，即物体克服该力作功，此时功W 的正负号表示两种相反的作功过
程。
3.表示物理量的转移和转化
公式ε∆−=W 表示，电场力作正功，电荷的电势能减小，这是电荷的电势能转化为其他形式的能。电场力作负功（电荷克服电场力作功），电荷的电势能增加，这是其他形式的能转化为电荷的电势能。
4.表示物理量的性质
自然界的电荷只有两种，规定其中一种为“正”电荷，另一种就是“负”电荷。正电荷电量带上正号，负电荷电量带上负号，电量Q 的正负号只表示两种不同种类电荷的属性。在有关计算中，电量的正负号有时可不带，有时则需带。例如，用库仑定律公式计算两电荷间的相互作用力时，式中可不带电量的正负号，公式中只可求得力的大小，力的方向须另行判断。而用公式ε＝QU 计算电势能时，就最好带着正负号计算。同样，光学中凹透镜的焦距取正值，凹透镜的焦距取负值。物距U 、像距V 也有正负号，这些正负
号均表示“实”或“虚”两种性质。
5.表示物理量的变化
在物理学中计算一些标量的“变化量”时，也会出现正负号。标量的“变化量”若为“正”号，表示增加；若为“负”号，表示减少。例如，重力势能是标量，重力势能的变化量：△E P ＝△E P ２＝△E P １；若P E ∆为正，表示重力势能增加值，P E ∆为负，表示重力势能减少值。
6.表示物理量的取值范围和误差精确度
例１．某仪器的铅牌上标明，工作电压为２２０Ｖ±１０％，表示该仪器的工作电压取值范围在１９８～２４２伏之间。
例２．用游标卡尺测出某圆筒的直径为φ３０±０．０５ｍｍ，表明该测量值的误差不超过０．０５ｍｍ。
三、其他情况中的正负号
1.求某物理量时，若需解一元二次方程，有时可能得到“负”值根
对于这个“负”值根的物理意义，需要进行具体的分析和讨论，才能确定取舍。如果未知物理量是时间、质量等，解出的负值常常是没有意义的，只能舍去。而如果未知物理量是矢量（如未知力等），解出的负值常常是表示方向相反的意义，就需根据具体情况分析讨论后才能决定取舍。
2.表示测量工具的修正值（零误差）
学校实验室常用的一些测量工具：弹簧秤以及游标卡尺、螺旋测微器，在使用前，指针（零刻度线）须指零。若校正后仍不能指零，这时读出的数值，叫零误差（修正值）；若零误差为正，测得的数值须加上零误差；若零误差为负，测得的数值须减去零误差，以此来修正测得的数据。
（作者单位：四川省泸州职业技术学院）负数的认识
物理学中正负号的意义
文/
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