很多中考完的同學進入高一後非常不適應高中物理的學習,由於不得法,即使非常努力,成績卻總是不理想,有一個很重要的原因,就是因為忽視了高中物理與初中物理最重要的一個區別!今天為即將步入高中以及正在高中拼搏的同學提個醒,一定要特別重視!
中學物理中,初中物理與高中物理的相同點是重點內容都是力學和電學!初中物理主要分為——運動、力、聲音、光、電、磁、能、熱、簡單機械等一些比較分散的知識,綜合性知識很少。高中物理主要分為——力、熱、電、光、原五大模塊(大部分地區原子物理學習很膚淺不再涉及深度內容)。而高中物理的綜合性非常強,力學綜合、電學綜合、力電磁綜合各種類型題層出不窮,並且都是高考理綜的壓軸題。
但是這不是我今天重點要講的內容。
今天我要說的內容是,高中物理和初中物理最重要的區別,這一點直接決定了進入高一的同學能否儘快適應並學好高中物理!
這一點最重要的區別就是——正負符號!
正確認識和判定物理量的正負,對於深入理解物理概念和規律以及解決物理實際問題都有很大關係,直接關係到能否學好用好物理概念和規律。
正號與負號在物理中的涵義遠比數學中的正負號要豐富得多,初中物理並不涉及正負號的涵義。但是,在高中物理中如果我們不能深刻理解其在物理中的涵義,解題中往往出現錯誤的結果!那麼高中物理中正負號的涵義有哪些?
正負號在高中物理中主要應用在兩個方面:即用於矢量和標量中。
「矢量」是既有大小又有方向的物理量:比如位移(合位移、分位移)、速度(合速度、分速度)、加速度(合加速度、分加速度)、力(合力、分力)、動量、衝量、電場強度、磁感應強度等等。所有這些矢量,為了說明它們的方向關係,總是事先假定某一方向為正方向,與正方向相同方向的矢量為正,與正方向相反方向的矢量為負。這種正負並沒有大於零和小於零的涵義,不能作為判斷矢量大小的條件,如果要判斷矢量的大小,則應以矢量的模(絕對值)來確定。概括起來矢量的涵義有以下三點:
一、矢量的正負號涵義:
(1)只表示方向相反不表示大小:即表示方向與選定的正方向相同或者相反。如速度、加速度,位移!
(2)只表示方向相反(另一情況):此時沒有規定正方向,如牛頓第三定律表達式F1=-F2中的負號,只表示二力的方向相反,簡諧振動的回覆力表達式F=-kx中的負號,只表示回復力的方向始終與位移方向相反。
(3)表示相斥或相吸:通常規定斥力為正,引力為負。如,兩點電荷之間相互吸引的力表示為負,兩分子之間的斥力表示為正。
注意:矢量的計算要按照矢量運算法則——「平行四邊形定則」來運算,不是數學中簡單的相加減。
二、標量的正負號涵義:
標量是只有大小而沒有方向的物理量。它的正負號涵義與矢量不同,歸納起來有以下幾種情況:
(1)表示物理量的大小(或者說表示物理量的相對意義)。如勢能的正負表示系統的勢能與所選的零勢能面的勢能相比是大還是小,這些物理量只有確定好零勢能面以後才有正負之分,才具有意義。再如攝氏溫標中的溫度的正負值是表示某一溫度相對於零攝氏度的高低。
(2)表示物理量的性質。如電荷的電量q的正負表示電荷的電性,q為正表示電荷帶正電,q為負表示電荷帶負電;幾何光學中的成像公式中v和f的正負,分別表示是實像還是虛像和透鏡是凸透鏡還是凹透鏡。
(3)表示兩種相反的效果。如功W的正負,表示兩種相反的做功效果。力與位移的夾角為銳角(包括夾角為零即方向相同)時做正功,力與位移的夾角為鈍角(包括夾角為180度即方向相反)時做負功。
(4)表示物理量的增減。很多物理量的變化量的正負號是表示其增減。比如功能關係式中的負號,w重力=- ΔEp,其中的負號表示重力做正功時,重力勢能減少。熱力學第一定律公式ΔU=Q+W中的各個物理量的正負號分別表示:ΔU為正表示物體的內能增加,ΔU為負表示物體的內能減少;Q為正表示物體吸熱,Q為負表示物體放熱;W為正表示外界對物體做功,W為負表示物體對外界做功。
(5)表示物理量的流動趨勢相反。如電流強度的正負表示電路中電流的方向與人們規定的方向是相同還是相反。即反映正電荷定向移動的方向,但它的正負絕不是矢量的方向性!
注意:標量的計算要具體情況具體分析,有些公式中代入數據計算時不需要帶入正負號,比如庫侖定律公式。有些公式中代入數據計算時必須嚴格帶入正負號進行數學運算。如某一點電勢能的計算公式Ep=qΦ,三個物理量必須都帶入正負號。
總之,高中物理中的正負號都有特定的物理意義,決不可用數學方法進行簡單運算或者比較大小。
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