物理量正负号的意义辨析
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物理量正负号的意义辨析
作者：管光华
来源：《理科考试研究·高中》2014年第11期
物理教学中不少物理量带有正负号，这些正负号与数学中的正负号相比，用途广泛，含义也不尽相同. 数学中的正负号大致表示运算符号和数字的大小. 对比数学，物理中的正负号的涵义却要复杂得多. 物理中，有许多概念、规律、原理、公式等都要借助于正负号来表示，如果不能正确领会正负号在不同情形中的涵义，混淆是非，张冠李戴，就会出现差错. 所以，为了能准确理解物理概念，掌握物理规律，就必须首先把物理量中出现的正负号在各种类型时的涵义透彻地进行认识. 本文试就对常见的物理量正负号的意义进行归类辨析.
一、矢量正负号的意义
矢量正负号表示的意义有如下常见的三种情况.
1.表示方向. 一般说来，矢量的方向要用数学中描述向量方向的方法（辐角）来表示，但是对于处于同一直线上的矢量，其方向就可简化为用正负号来表示：选定某一方向为正，则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. 如力、位移、速度、加速度、动量等矢量，它们的方向常常用正负号来表示. 当然，这些正负号只有在规定了正方向后，才体现出意义. 要注意这些正负号只表示方向，不表示大小，例如不能说“-5 m/s小于3 m/s”.
2.表示方向相反. 某两个矢量之间方向相反的关系可用负号表示，如振动物体的回复力表达式F=-kx中，负号只表示回复力F 与位移x 方向相反的关系；牛顿第三定律表达式F2=-F1中，负号表示F2与F1方向相反.
3.表示相斥或相吸引. 同种电荷间的斥力规定为正值，异种电荷间的引力规定为负值. 当分子间距离小于r0时的斥力规定为正，大于r0时的引力规定为负. 这里的正负号既不表示方向，更不表示大小.
二、标量正负号的意义
标量正负号的意义有以下几种情况.
1.表示电性. 电荷有正、负之分，电荷的正负只表示电性不同，不能简单的用数学上正负数的概念来比较大小.
2.表示“方向”关系. 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. 再如：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