重量和質量的關係是什麼?

Foir-J-L-Y


質量(mass)字面的意思是“一堆”,那麼“一堆石頭”和“一堆金子”如何比較多少呢?

一種辦法是根據物質的物理效應來度量,比如天平就是根據物質的重力效應來測量質量的。

用今天的語言說,在相同地方,一定質量m所受重力是mg(g是重力加速度,相同地方重力加速度是一樣的),如果天平左右兩邊重力相等,天平就平衡了,說明天平左右兩邊質量相等。

天平是很古老的儀器,中國古代叫“衡”,就是一根木棍的意思,下圖是中國古代戰國時期製造的天平及其砝碼。

砝碼是一系列標準質量,我們通過使未知質量與砝碼或砝碼的集合配平推知未知質量的大小。

古代西方也有天平,正義女神手持天平在西方是法律和正義的象徵。

如果說質量是用天平來測量的話,那麼重量就是用彈簧秤來測量的(力使彈簧發生形變,形變越大力越大)。重量字面的意思就是物體在地球附近具有重力的量度。

重量的大小是G,它仍然被表示為mg的形式,m是質量,g是物體所在地方的重力加速度。

我們知道物體在不同地方重力加速度是不一樣的,換句話說相同質量在不同地點,比如赤道,還是南極,測出來的重量是不同的。假如我們把重量的概念推廣到月球或火星,那麼同樣重量的物體從地球拿到月球或火星,重量就會變小。

重量的單位就是力的單位,即牛頓。

可見要說物質的量的多少,質量是個比重量更好的定義,現在物理學中質量也可以通過牛頓第二定律(F=ma)來定義,質量的單位是千克(kg)。

1牛頓的力作用於1kg的物體上獲得的加速度是1米每秒平方。

這樣定義的質量叫慣性質量。

剛剛在前面說的質量在地球表面會受到地球的引力,這實際上是和慣性質量獨立的一種定義質量的途徑,這樣定義的叫引力質量。

我們也可以說引力質量是通過牛頓的萬有引力定律來定義的。

這裡的M可以看做是地球的質量,m是物體的質量,“-”表示引力,r表示地球球心到物體質心的距離。

G是萬有引力常數,是個很小的物理常數,卡文迪許的扭秤實驗是一個可以直接測量G的極其精巧的實驗。

最後,愛因斯坦的引力理論(廣義相對論)的出發點是“慣性質量”等於“引力質量”。

在一個以加速度g運動的火箭裡,我們觀察到的物理現象與重力加速為g附近地面觀察到的是完全一樣的。

物理思維


作為一名物理教師,我用大多少人能聽懂的需要回答這個問題吧!(因為這個問題表面看起來很簡單,但其實是非常深奧的,特別是要說清楚質量,需要廣義相對論的一些內容。)

這裡只說到普通大學生的理解水平吧。

我在教初中的孩子時,通常是這麼說的:質量是用來形容物質多少的物理量。我會補充一些簡單的分子動理論和物質結構的知識,幫助初中的孩子理解什麼叫物質的多少——比如,包含分子的多少、質子的多少、中子的多少和電子的多少等。孩子們都是可以理解的。再看重力,我會說:重力是地球對地球上物體的萬有引力,平常我們稱之為重量,然後告訴他們在同一個地方,重力和質量成正比所以,我們可以——通過比較重量來比較質量!測量質量用的是天平,測量重力用的是彈簧測力計。

對於高中的同學來說,重力和引力有了不同——重力只是引力的一部分,是減去向心力以後剩下的部分。而質量還是那個表示物質多少的物理量,只是有了慣性質量引力質量

兩種——一個在牛頓第二定律裡出現,一個在萬有引力定律裡出現——但神奇的是,它們(引力質量和慣性質量)是相等的!所以,高中階段,如果你不是參加自主招生或者競賽,是不用考慮它們之間的區別的––直接當成一個來用即可。當然測量質量的方法多了一個慣性測量法。

至於到了大學,相對論對引力和質量做了全新的、超乎常人想象的解釋——引力成了空間本身,甚至可以影響時間

先寫到這裡,電腦上以後再做補充吧!


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蘇格爸的奇妙物理


答:質量(m)是物體的固有屬性,與物體所處位置無關,單位是“千克”;重量(G)是物體在一個星球上,所受星球吸引力的大小,單位是“牛頓”;兩者關係是G=mg。


質量

質量表示一個物體包含物質的多少,單位是“千克”,在不考慮相對論效應的情況下,一個物體的固有質量是不變的,1千克物體在地球上、在月球上、在星際空間中始終是1千克。





重量

重量表示的是物體在星球上所受星球吸引力的大小,重量的單位是“牛頓”,與所處星球當地的重力加速度有關。

比如地球表面重力加速度為9.8m/s^2,月球表面重力加速度是1.6m/s^2,那麼:

(1)一千克物體在地球上的重力:

G(地球)=mg(地球)=9.8N;

(2)一千克物體在月球上的重力:

G(月球)=mg(月球)=1.6N;

實質上,物體在一個星球上的重力,其實是該星球對物體萬有引力的分力之一,而萬有引力的另外一個分力是向心力。




實際當中

以上是物理學中,質量和重量的關係;在實際當中,人們口中所說得重量,一般指質量,單位常用公斤,1公斤=1千克.




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艾伯史密斯


首先說明一下,質量是物質慣性的量度,他是用牛頓第二定律F=ma來定義的,這樣定義出來的是慣性質量,另外,在相對論裡面有提及引力質量,但實際上它們是相等的。

此外,質量不等於≠物質,質量是物質的一種屬性,不要把質量就認為是物質。

總之,質量只是表示物質保持靜止狀態的能力,是物質慣性大小的度量,是物質的固有屬性。

區分一下,質量與物質的量是完全兩個不同的概念,千萬別混淆,物質的量是在微觀層面定義物質所含數目多少的量,單位是mol(1mol=1NA個粒子,NA為阿伏伽德羅常數)。而重量就比較簡單了,重量就是指重力的大小。



小蝸飛


通俗講:重量是變量,質量是定量。重量只代表物質在某種加速度情況下的外在反應,而質量是物質內部的結構反應,與外在加速度無關。所以,重量是在某個時間段或某個星球上的外在反應,而質量是在不改變物質內部化學反應的情況下,在任何時間任何地方都是不變的外在反應。


白丁談笑鴻儒


具有什麼特性的物質體才算有質量,可以說現在對質量的定義不明確!電場磁場,光子有質量嗎?說它們有無質量的,依據是什麼!?測質量一個是重力法,另一個是作用力法,是兼有才行還是一項有即可呢?!


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