质量和重量

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简介

测量是指将未知量与已知量进行比较。它是数量的度量。长度、质量、时间、电流、温度、物质的量和发光强度是七个基本量。有许多单位制，例如 KGS 制、CGS 制和国际 SI 制。不同的系统为基本元素分配不同的单位。

如果量只有大小，则称为标量。例如质量、距离、时间等。如果量既有方向又有大小，则称为矢量。例如速度、位移、力等。

什么是质量？

它是物体的一种属性，指的是物体所构成的物质的数量。它是基本量。物体对运动或速度的抵抗力。我们周围的一切都有质量。椅子、足球、玻璃，甚至空气都有质量。物体的质量测量为

$$\mathrm{质量\:=\:密度\times\:体积}$$

物体的质量是恒定的。质量的 SI 单位是千克。

根据牛顿运动定律，作用在物体上的力由下式给出：

$$\mathrm{力\:=\:质量\:\times\:加速度}$$

$$\mathrm{F\:=\:ma}$$

作用在物体上的力是动量随时间变化的速率。因此，作用在物体上的力也可以写成

$$\mathrm{F\:=\frac{dp}{dt}}$$

P 表示物体的动量，表示为 $\mathrm{P\:=\:mv}$

$$\mathrm{F\:=\frac{d(mv)}{dt}\:=\:m\:\frac{dv}{dt}}$$

$$\mathrm{F\:=\:ma}$$

什么是重量？

物体的重量是由于重力加速度而作用在物体质量上的力。它也定义为吸引物体到地球的力。由于重力加速度，物体的重量会随地点而变化。它表示为 W，重量的 SI 单位是牛顿。如果物体的质量高，重量就会高。物体的重量通过以下方式测量

$$\mathrm{重量\:=\:质量\times\:重力加速度}$$

测量质量和重量的天平

在许多地方，有许多仪器用于测量物体的质量和重量。它们列在下面。它们是普通天平、手动天平、人体秤、奥豪斯天平、石英微量天平、吊秤、电子秤、混合秤和地磅。普通天平和手动天平用于在杂货店和市场等场所测量物体的重量和质量。人体秤用于测量人体重量，用于医院、保健中心和药房等场所。

奥豪斯天平用于实验室和制药行业，用于测量小规模物质。石英微量天平也用于需要高精度的实验室。吊秤通过将物体悬挂在天平上测量物体的重量。电子秤和混合秤用于大规模测量物体的重量。地磅用于测量通过它的车辆的重量。

重力

吸引物体向其自身方向的吸引力称为重力。任何有质量的物体都有重力。质量更大的物体具有更大的重力。这种重力是地球绕太阳旋转的原因。1687 年，艾萨克·牛顿爵士发现了重力。宇宙中的每个粒子都以一种力吸引着其他每个粒子。此力直接取决于粒子的质量乘积，并且与它们之间距离的平方成反比。

$$\mathrm{F\:=\:G\:\frac{m_1m2}{r^2}}$$

这里 G 表示万有引力常数，其值为：

$$\mathrm{G\:=\:6.674\:\times\:10^{-11}m^{3}kg^{-1}s^{-2}}$$

质量和重量的区别

质量	重量
质量是它所构成的物质的数量	重量是由于重力加速度而作用在物体质量上的力的数量
质量表示为 M	重量表示为 W
物体的质量不会改变。它始终是恒定的	物体的重量会随作用在其上的重力而变化
质量的公式为 $\mathrm{质量\:=\:密度\times\:体积}$	重量的公式为 $\mathrm{重量\:=\:质量\times\:重力加速度}$
质量的 SI 单位是千克 (kg)	重量的 SI 单位是牛顿 (N)

解题示例

示例 1：拉梅什有一本书，质量为 2.5 公斤。那么这本书在地球和月球上的重量是多少？

解答：已知

书的质量 (m) = 2.5 公斤，地球上的重力加速度为 9.8 𝑚/𝑠2，月球上的重力加速度为 1.625 𝑚/𝑠2

这本书在地球上的重量为 $\mathrm{重量\:=\:质量\times\:重力加速度}$

$$\mathrm{W\:=\:2.5\:\times\:9.8}$$

$$\mathrm{W\:=\:24.5\:kg}$$

这本书在月球上的重量为 $$\mathrm{W\:=\:2.5\:\times\:1.625}$$

$$\mathrm{W\:=\:4.0625\:kg}$$

因此，这本书在地球和月球上的重量分别为 24.5 公斤和 4.06 公斤。

示例 2：一个物体在 15 牛顿的施加力的作用下加速到 10 𝑚/𝑠2。然后计算物体的质量。

解答 - 已知

作用在物体上的力 F=15N，加速度为 𝑎 = 10 𝑚/𝑠2

根据牛顿运动定律 $\mathrm{F\:=\:ma}$

$$\mathrm{m\:=\:\frac{F}{a}}$$

$$\mathrm{m\:=\:\frac{15}{10}}$$

$$\mathrm{m\:=\:1.5\:kg}$$

物体的质量为 1.5 公斤。

结论

在本教程中，详细讨论了质量和重量的事实。还讨论了测量质量和重量的天平和重力。还讨论了质量和重量之间的区别以及一些解题示例。

常见问题解答

1. 区分向量和标量。

标量	向量
仅给出大小	同时给出方向和大小
仅用于一维问题	它用于多维问题
它可以细分为另一个标量	它不能细分为另一个矢量量
例如：距离、速度	例如：位移、速度

2. 什么是动量？

动量既有大小又有方向，因此它是一个矢量量。它由物体的速度与其质量的乘积测量。

$$\mathrm{F\:=\:ma}$$

3. 物体的体积如何影响质量？

体积和质量是两个独立的量。所以它们是独立的量。物体的质量对于体积的变化是恒定的。

4. 质量和体积有什么区别？

质量	体积
它是物体中物质的数量	它是物体物质所占据的空间量
物体的质量是恒定的	物体的体积可以改变
质量的 SI 单位是 kg	体积的 SI 单位是立方米

5. 质量测量过程中会发生哪些误差？

设备表面出现的灰尘。设备上的冷凝水。磁场的影响。温度变化会导致材料膨胀或收缩，从而导致测量误差。材料的振动。