“0”在高中物理中的作用

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  “0”是一个自然数(新教材),它有许多数学特性,那么它在高中物理中又扮演了什么角色?我们又应该如何来理解它在高中物理中的作用?
  1 “0”表示没有但它却表达了不同的物理情景
  在不同的物理情景下,“0”所表达的物理意义是不同的,例如:物体所受的合力为“0”,它表示物体处于静止状态或匀速运动状态;如果物体所受的合力为“0”,速度也为“0”,则表示物体处于静止状态;如果一带电粒子在匀强磁场中运动,如它所受的洛伦兹力f洛=0,即在运动过程中始终不受洛伦兹力作用,则表示该粒子的运动方向始终与磁场平行,等等.
  2 “0” 表示“起点”
  我们常用的米尺和三角板上刻度线下的“0”,表示度量长度的起点,测量长度时,一般是先把尺上的“0”刻度线对准待测量线段的起点,测量精度较高的游标卡尺和螺旋测微器刻度线下的“0”,也表示度量长度的起点,弹簧秤、电流表等仪器上的“0”刻度线表示相应物理量的测量起点.
  3 “0”表示某个特定的值
  如果取离水平地面高1m处为重力势能的“0”势能点,那么处于该高度的一个质量为1kg物体的重力势能为“0”,这里的重力势能为“0”并不表示物体没有重力势能,因为势能是一个相对量,它表示的是:处于该高度的一个质量为1kg物体的重力势能比处于水平地面的一个质量为1kg物体的重力势能多9.8 J,其实,弹性势能、电势能和分子势能里的“0”势能都表示某个特定的值,而不是表示没有势能,同样,温度计上如果显示的是“0”度,它并不表示没有温度,它相应地表示了物体某一相对的冷热程度,因而由于需要不同,故不同的温度计上“0”度所对应的温度是各不相同的,我国常用的摄氏温标规定在标准情况下的冰水混合物下的温度为“0” ℃.
  4 “0” 表示精确度
  例如有这样的两个测量值:5.0 mm和5.00 mm,前者精确到1 mm,而后者精确到0.1 mm,这就要求我们在使用精度较高的仪器时,如果其测量值刚好一个整数时,别忘记在其数值后添“0”来表示仪器的精度,如:用50分度的游标卡尺测某一物体的长度时,其测量值刚好是2 cm,那么我们应该把表示成2.000 cm或20.00 mm.
  5 “0”表示一种电平
  在简单门电路中输入或输出端因为只有低电平和高电平两种情况,故我们用“0”表示低电平,用“1”来表示高电平,其实我们用“1”来表示低电平,用“0”来表示高电平也是可以,我们用“-”来表示低电平,用“ ”来表示高电平也是可以,只是我们习惯用“0”来表示低电平,用“1”来表示高电平而已.
  6 “0”表示一输电线名称
  在三相交流电的输电线(三相四线制)中有一条中性线,我们习惯于称为零线,该线往往与大地相接,我们习惯取该线为电势参考点,其它三线(火线)与该线电压为相电压,为保护人身安全,防止发生触电事故,我们往往将电气设备在正常情况下不带电的金属部分(外壳)用导线与低压配电网的零线(中性线)直接连接,称为保护接零简称为接零,有了保护接零,当发生碰壳短路时,短路电流就由相线流经外壳到零线,再回到变压器的中性点.由于故障回路的电阻、电抗都很小,所以故障电流很大,它足以使线路上的保护装置(熔断器或自动开关)迅速动作,从而将漏电的设备断开电源,消除危险,起到保护作用.
  在数学中的好多符号或数字经常出现在高中物理中,我们除了要了解这些符号和数字的数学特性外更要了解它们在物理中的作用,切不可死搬硬套.
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