质量、重量与重力

质量、重量与重力

 

质量是衡量物质本身固有性质的一个基本物理量。在标准中并没有给出质量的定义，只是说“千克是质量单位，它等于国际千克原器的质量。”所谓国际千克原器，是用铂铱合金制成的(90﹪的铂、10﹪的铱)，直径和高均为39 mm的圆柱体，现保存在国际计量局。

质量是国际单位制中被选定的基本物理量，其单位是法定的基本单位，不需再用物理方程来推导。

在物理学中，质量一词不会与其他物理量混淆。至于说明物品好坏含义的“质量”不属于物理量范畴。

质量的单位名称是千克(公斤)。推荐使用千克，尽量少用以至不用公斤。有人认为“公斤”是废除单位，不得使用，这种理解是不正确的。

重量是一个无论是在物理学上，还是在工程技术上，乃至日常生活中经常使用的名称。标准中给出的定义是：“物体在特定参考系中的重量为使该物体在此参考系中获得其加速度等于当地自由落体加速度时的力。”这一定义明确指出重量是力的一种。其单位当然也是力的单位牛顿(N)。重量的符号是W，（P，G）。

重力的概念在物理学上是明确的，是指地球对物体的吸引力，其方向恒指向地心，其大小为物体的质量与其所在位置的重力加速度之积，G＝mg。重力的单位与力的单位相同，是牛顿(N)。

重力与重量不同之处，在于给定的参考系不同。重力的参考系就是地球，所以只与地球的引力有关。而重量的概念除此之外，还与由于地球自转引起的物体所在地的离心力有关。可以用W＝G＋F表示。式中G表示重力，F表示物体对于地球NS轴产生的离心力。在地球的南、北极上，物体的重量等于重力。

如果物体在地球的赤道线上，因为r最大，物体所受的离心力最大。此时重量和重力共线，且方向相反。在数值上可以代数合，即W＝G－F。尽管在地球上赤道上的重量和重力的数值相差最大，但其差值也是很小的（只有0.003 383 N）。在赤道以外的各点上更是相差无几，其方向上也没有多大偏离。所以，人们一般对于重量和重力这两个概念并不过分的计较、区别，甚至当作同义词。

作为国家标准，必须明确这两个不同的物理概念。在力的备注栏中作了较为详细的说明：“当此参考系为地球时，此量常称为物体所在地的重力。值得注意的是，重量不仅与物体所在地的引力的合力有关，而且与由于地球自转引起的当地离心力有关。由于浮力的作用被排除。因此，所定义的重量是真空中的重量。”并说：“‘重量’一词按照习惯仍可用于表示质量；但是，不赞成这种习惯。”