质量重量测量

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引言

我们知道，一切都是由物质构成的，物质的不同状态是固态、液态和气态。每种物质状态的质量和重量并不相同。这就是为什么需要对质量和重量进行精确解释的原因。理解这些概念在科学上的用法和区别非常重要。

什么是质量？

物体中所含物质的量称为质量。它是物体的恒定基本量，在任何地方都保持不变。

• 普通的称重天平用于测量质量。

• 它的 SI 单位是千克 (kg)。它是一个标量。

什么是重量？

它是作用于物体的重力大小的量度。它是一个矢量。

• 弹簧秤用于测量物体的重量。

• 重量是力的测量，因此它的 SI 单位是牛顿 (N)，另一个较小的单位是达因。

• 物体的重量在不同的地方是不同的，因为重力因地而异。

• 其公式为 $\mathrm{W\:=\:mg}$。其中 ‘W’ 是物体的重量，‘m’ 是物体的质量，‘g’ 是重力加速度

• 重量与质量通过上述关系有一定的关联。

质量和重量的公制单位

根据公制系统，计算质量时常用的单位是克 (g) 和千克 (kg)，重量单位是牛顿。

• 例如，铅笔的质量以克为单位称重，西瓜和一加仑油漆以千克为单位称重，河马以吨为单位称重。

从克出发，可以使用标准公制系统获得质量的其他公制单位，如下所示：毫克 (mg)、厘克 (cg)、分克 (dg)、十克 (dag)、百克 (hg)。

单位换算

根据需要转换物理量的单位是必要的，因为单位的使用取决于具体情况，例如立方体的体积以米 (m) 表示，丝带的长度以厘米 (cm) 表示。

• 如果长度以米 (m) 为单位给出，宽度以米 (m) 为单位给出，高度以厘米 (cm) 为单位给出，则需要将厘米 (cm) 高度转换为米 (m) 来计算长方体的体积 (m)。为了进行相同数量单位的相互转换，理解单位之间的关系非常重要。

• 公制质量单位与克之间的关系如下：

 

公吨 (t)	1000 kg
千克 (kg)	1000 g
百克 (hg)	100 g
十克 (dag)	10 g
克 (g)	1000 mg
分克 (dg)	$\mathrm{\frac{1}{10}\:g}$
厘克 (cg)	$\mathrm{\frac{1}{100}\:g}$
毫克 (mg)	$\mathrm{\frac{1}{1000}\:g}$

• 将大单位转换为小单位时，进行乘法运算。

例如：要将 kg 转换为 g，写出 kg 和 g 之间的关系

$$\mathrm{1\:kg\:=\:1000\:g}$$

现在，在上式中，kg 是较大的单位，g 是较小的单位，然后将给定数量乘以 1000。

• 将小单位转换为大单位时，进行除法运算。

例如：将毫克转换为克时，写出克和毫克之间的关系

$$\mathrm{1\:g\:=\:1000\:mg}$$

现在，在上式中，mg 是较小的单位，g 是较大的单位，然后将给定单位除以 1000。

例题

罗恩买了 2 吨沙子用于建筑施工，其中只使用了 1100 千克沙子。计算还剩下多少沙子。

答：已知：罗恩买了沙子 = 2 吨

$$\mathrm{1\:ton\:=\:1000\:kg}$$

$$\mathrm{2\:tons\:=\:2\times\:1000\:kg\:=\:2000\:kg}$$

$\mathrm{用于建筑的沙子\:=\;1100\:kg}$

$\mathrm{剩余的沙子\:=\;2000\:-\:1100\:=\:900kg}$

质量为 45 kg 的物体位于地球上。该物体的重量是多少？

答：已知：

$\mathrm{质量\:=\:45kg}$

$\mathrm{重力加速度\:=\:9.8ms^{-2}}$

$$\mathrm{W\:=\:m\times\:g}$$

$$\mathrm{W\:=\:45\times\:9.8\:=\:441N}$$

如果物体的重量为 80N，则计算物体的质量。

答：已知：$\mathrm{重量\:=\:80N}$

$\mathrm{重力加速度\:=\:9.8ms^{-2}}$

$$\mathrm{m\:=\:\frac{W}{g}}$$

$$\mathrm{m\:=\:\frac{80}{9.8}\:=\:8.16kg}$$

结论

在本教程中，我们介绍了使用称重天平和弹簧秤测量质量和重量的概念。我们还学习了如何计算质量和重量，以及它们之间的关联和差异。

常见问题

1. 为什么说重量可以为零，但质量不能为零？

质量和重量的不同之处在于，质量在任何情况下都不会为零，因为它是一个物体中所含粒子的数量，没有任何物体包含零个粒子；但重量可以为零，因为它是物体受到的重力作用，在自由落体的情况下，物体沿着重力方向下落，因此物体的重量变为零。

2. 质量与重量之间有什么关系？

质量与重量的关系可以通过牛顿第二定律得到。如果一个质量为 1kg 的物体从一定高度以重力加速度 g 下落，则作用于物体的力由下式给出：

$$\mathrm{F\:=\:m\times\:g}$$

$$\mathrm{F\:=\:1kg\times\:9.8ms^{-2}\:=\:9.8kgms^{2}\:=\:9.8N}$$

3. 物体在月球上的重量是其在地球上重量的六分之一。请说明原因。

月球的质量小于地球的质量，因此月球对物体的吸引力小于地球，这就是为什么物体在月球上的重量是其在地球上重量的六分之一的原因。

4. 什么是相对论质量？

在狭义相对论中，相对论质量与运动物体的质量有关。相对论质量由下式给出：

$$\mathrm{m\:=\:\gamma\:\times\:m_{0}}$$

其中 𝑚𝑜 是静止质量

𝛾 是大于一的因子

它随着物体速度的增加而增加。

5. 什么是失重？

失重一词表示没有重量。由于重量是重力的量度，因此失重意味着没有重力。在自由落体过程中没有重力，因此自由落体是失重状态。它也称为零重力或零 G 力。

6. 光子有质量吗？

光子通常被称为无质量。光子是光的量度，因为它们没有质量，所以光也没有质量。

7. 物体在赤道上的重量小于在两极上的重量。请说明原因。

物体在赤道上的重量小于在两极上的重量，因为赤道上的重力较小，因为它与地球中心的距离较小。另一方面，两极与地球中心的距离较远，因此那里的重力较大，因此人的体重也较大。