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职位简介
定义
质量是物体所含物质的量。符号为m,国际单位制主单位为千克(kg)。质量不随物体形状、状态及空间位置改变。
分类
质量分为惯性质量与引力质量。惯性质量表征物体抵抗运动状态改变的属性,满足牛顿第二定律F=ma。引力质量表征物体参与引力相互作用的能力,满足万有引力定律$$F=G""frac{m_1m_2}{r^2}$$。实验证实惯性质量与引力质量严格等效。
测量方法
实验室测量采用天平(杠杆平衡原理)。操作流程:水平调平托盘天平;待测物置左盘;右盘添加标准砝码至指针平衡;砝码总和即物体质量。非实验室测量可采用弹簧秤结合重力公式$$m=G/g$$(g为当地重力加速度)。
单位基准
1889年国际计量大会定义1千克为国际千克原器(铂铱合金圆柱体)的质量。2018年第26届国际计量大会改用普朗克常数定义千克,精度达$$10^{-9}$$量级。单位换算:1吨=1000kg;1kg=1000g;1g=1000mg。
物理关联公式
密度计算:$$""rho = m/V$$(ρ为密度,V为体积)
重力计算:$$G = mg$$(G为重力,g≈9.8N/kg)
质能方程:$$E = mc^2$$(c为光速,3×10?m/s)
属性不变性实例
500g橡皮泥捏塑任意形状后质量仍为500g。1kg冰融化为水后质量保持1kg。10g铁粉从地球移至月球质量恒定。
历史节点
1609年开普勒首次使用拉丁文“moles”表述质量概念。1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》中定义质量为“密度与体积之积”。1905年爱因斯坦狭义相对论提出质能等价性。