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在經典力學中物體的質量是什麼的

發布時間: 2022-05-04 06:18:47

『壹』 20世紀初,著名物理學家愛因斯坦提出了______,改變了經典力學的一些結論.在經典力學中,物體的質量是__

根據愛因斯坦的相對論,可知質量、長度、時間都是相對的,它們的測量結果都是隨物體與觀測者的相對運動狀態而改變;在經典力學中,物體的質量是不變的;經典力學適用於低速運動、宏觀物體.不適用於高速和微觀物體.
故答案為:相對論不變變化宏觀低速微觀高速

『貳』 質量是指什麼

質量(mass)是物體所具有的一種物理屬性,是物質的量的量度,它是一個正的標量。質量分為慣性質量和引力質量。自然界中的任何物質既有慣性質量又有引力質量。這里所說的「物質」是自然界中的宏觀物體和電磁場、天體和星系、微觀世界的基本粒子等的總稱。

質量是物理學中的一個基本概念,它的含義和內容隨著科學的發展而不斷清晰和充實。最初,牛頓把質量說成是物質的數量,即物質多少的量度。

在牛頓力學中,給定的物體具有一定的慣性質量(用字母表示),它作為一個與時間和空間位置無關的常數出現在牛頓力學第二定律之中:F=ma(物體加速度的大小a與所受力F的大小成正比,比例系數m稱為該物體的慣性質量)。慣性質量是物體慣性的量度:對於m越大的物體,就越難改變其運動狀態(速度)。在牛頓力學中,沒有慣性質量等於零的物體存在。在狹義相對論中,慣性質量又細分為靜質量、動質量、相對論質量(總質量)。相對論質量與靜質量的差稱為動質量。

對於可以在實驗室里測試的物體,慣性質量和引力質量相等。20世紀,愛因斯坦在廣義相對論中提出等效原理就是以慣性質量和引力質量相等這一前提為依據的。可以認為,一切與廣義相對論有關的觀察和實驗的精確結果都可以看成是這兩種質量相等的證明。因此,慣性質量和引力質量是表徵物體內在性質的同一個物理量的不同表現。

基本概念

定義

質量(mass)是量度物體慣性大小的物理量。

質量是決定物體受力時運動狀態變化難易程度的唯一因素,因此質量是描述物質慣性的物理量。

質量是物理學中的基本量綱之一,符號m。在國際單位制中,質量的基本單位是千克(符號Kg)。實驗室中天平是測質量的常用工具。

在力學史上,質量的定義首先由牛頓提出。在《自然哲學的數學原理》一書中寫道:「物質的數量(質量)是物質的度量並等於密度同體積的乘積。」 近代學者對此有不同的評價。E.馬赫認為,密度只能定義為單位體積的質量,因而牛頓的質量定義是一種邏輯上的循環。但牛頓並沒有對密度作出定義,特別是沒有作出密度是單位體積的質量這樣一個近代的定義。因而H.克魯認為:由於當時密度和比重是同義詞,水的密度被任意地取為1,且以密度、長度、時間作為基本單位;在這樣一種系統中,用密度來定義質量從邏輯上說是允許的,而且是很自然的。此外,牛頓在書中解釋他的質量定義時說:「質量按物體的重量來求得,因為它與重量成正比,我經過多次極准確的實驗發現了這點。」 牛頓在書中的另一段中說:「我所說的物體有相同密度是指它們的慣性與它們的體積成正比。」 由此可見,牛頓並沒有用質量來定義質量。

在牛頓以前,惠更斯和開普勒把質量和重量較明顯地區分開來。克魯發現惠更斯在1673年討論向心力時指出,當兩質點以等速沿等圓運動時,其向心力與質點的重量或「堅實量」成正比。這里的「堅實量」,就是質量。E.霍佩認為開普勒首先在所著《新天文學》(1609)中引入拉丁字 moles表示質量。

為了使經典力學中質量的定義能表明質量的實質,首先應該明確用什麼來度量物體所含的物質。例如,一堆均質煤粉有一定數目的分子,可提供一定的熱量,可用分子數目或含熱量來度量同質煤粉抽樣所含的物質。這就是說,相同物質樣品的質量必須用其固有的物質特性來度量。但是,要比較不同物質樣品的質量(例如煤粉和水泥、月球和地球、空氣和煤氣等),必須用不僅是固有的而且是普遍的同有性質即慣性和萬有引力來度量。用慣性或萬有引力來度量物質的多少就能比較任何不同物質樣品的質量。用慣性來度量質量同牛頓定律密切相關,所以人們常以慣性的度量作為質量的定義。

質量不隨物體的形狀和空間位置而改變,是物質的基本屬性之一,通常用m表示。在國際單位制中質量的單位是千克(kilogram)即Kg,這是保存在巴黎西南塞夫勒(sèvres)國際計量局標准千克原器的質量。該原器是一個用鉑(90%)銥(10%)合金製成的圓柱體,其直徑與高相等,以金屬塊的形式封存在玻璃罩中。

在物理上,質量通常指由實驗證明等價的屬性:慣性質量、引力質量(主動引力質量和被動引力質量)。在日常生活中,質量常常被用來表示重量,但是在科學上,這兩個詞表示物質不同的屬性。

將同樣的力施加於兩個不同的靜止物體上,使它們得到相同的速度就需要各自相應的時間。費時較長的物體表明它具有較大的慣性;費時較短的物體表明它具有較小的慣性。也就是說,物體的加速度與它的慣性成相反的關系。根據牛頓第二定律,在同樣的力的作用下,物體的加速度與它的質量成反比。因此,可用物體的質量來度量它的慣性;物體的質量越大,它的慣性就越大。

通過重力確定的質量稱為重力質量。實際上,人們用慣性來確定質量,用稱重法來測量重量,綜合起來得到某物體質量m與重量W的關系式:

W=mg

式中g為地球上某一地點的重力加速度。

重量和質量是兩個不同的概念。把物體自地球移到其他星球上,其質量不變,而重量改變。同一物體在月球上的重量只有在地球上重量的約六分之一

物體的慣性質量取決於其受力時的加速度。根據牛頓運動第二定律,質量為m的物體受到的力為F,加速度為F/m。

物體的質量也決定了其被引力場影響的程度。

在現代物理學中質量的概念有兩種:慣性質量和引力質量。慣性質量表示的是物體慣性大小的度量,而引力質量表示的是物質引力相互作用的能力的度量。事實上,通過無數精確的實驗表明,同一物體的這兩個質量嚴格相等,是同一個物理量的不同表徵。

質能等價關系

質量和能量的等效(等價)性。質量和能量的關系由物理學家愛因斯坦於1905年最先提出。在牛頓力學中,物體的質量被看成是不變的,即與物體運動速度的大小無關。在不變外力的連續作用下,原來靜止質點的速度增量與力的施加時間成正比;因此,如力的作用時間足夠長,質點的速度就會超過光速,這就與光速是極限速度的事實不符。實際上,當質點速度很大時,速度的增量就不再與外力作用的時間成正比,而是要慢一些。當接近光速時,速度增加得越來越慢,因而不會超過光速;同時,由於外力不變,加速度的減小必然導致質量隨速度的增加而增大。

愛因斯坦在其著名的狹義相對論論文中指出:物體的質量是它所含能量的度量;如果能量改變ΔE,則質量就要改變,這就是著名的質能關系式:

ΔE=Δmc2 或 E=mc2,其中E 是物質的能量, m是物質的質量,с是真空中的光速,ΔE是能量的變化量, Δm是質量的變化量。

幾十年後,在核反應中觀測到的能量釋放與質量改變完全證實愛因斯坦的質能關系式的正確性。此外,狹義相對論還提出,質量與速度有關。關系式是m=m0/(1-ν2/c2)1/2。

式中的m0為靜止質量(即牛頓力學中的質量),m為相對論質量。由公式可以看出,一個物體的速度v不可能達到或超過光速,否則分母為一個虛數,不符合已有的物理學基本原理;而光子的靜止質量m0=0,其速度可以達到光速。當v遠小於c時,m可以近似地等於m0,仍然符合牛頓力學,因此相對論力學在遠低於光速時近似於牛頓力學。

狹義相對論的質能關系(E=mc2)把慣性質量與物質的另一個物理屬性(能量)在數量上聯系起來:具有一定慣性質量的物質必定具有相應數量的能量。相應於靜質量、動質量、相對論質量(總質量)有靜能量、動能、總能量;動能等於總能量減去靜能量,在低速近似下就是牛頓力學中物體的動能m0ν2/2。

在粒子物理學的理論中,有裸質量和物理質量之分。基本粒子是場的元激發;基本粒子周圍其他量子場與基本粒子的相互作用會影響它的質量。不計這些相互作用時,自由粒子(孤立粒子)的質量稱為裸質量;把這些相互作用的影響包含在內的質量稱為基本粒子的物理質量,也就是在基本粒子實驗中測得的質量

單位

質量是物理學中的七個基本量綱之一,符號m。

在國際單位制中,質量的基本單位是千克,符號Kg。最初規定1000cm3(即1dm3)的純水在4℃時的質量為1Kg。1779年,人們據此用鉑銥合金製成一個

標准千克原器,存放在法國國際計量局中。

單位換算:

1T=1000Kg 1Kg=1000g 1g=1000mg

有關公式

密度計算公式:密度=質量/體積(ρ=m/V)(同種物質組成的物體的質量與體積成正比)

重力計算公式:G=mg(G為重量,m為質量,g為地球的重力加速度,約為9.8N/Kg)

牛頓第二定律計算公式:F=ma(F為合力,m為質量,a為加速度)

質能聯系方程: E=mc2

測量方法

實驗室中,天平是測質量的常用工具。天平使用步驟:

(1)放置:天平使用時需置於水平檯面,檯面不水平通過調節底座實現;

(2)調橫梁水平:調節橫梁平衡螺母使天平指針對准刻度盤中央。

(3)估測:估計被測物體質量使用要求:被測物體的質量不能超過量程。

(4)稱量:被測物體置於左盤,向右盤加恰當砝碼,並調節游碼直至指針對准刻度盤中央。

(5)讀數:此時右盤中所有砝碼質量之和加游碼讀數即是被測物體質量。注意:向盤中加減砝碼時要用鑷子,不能用手接觸砝碼,不能把砝碼弄濕弄臟,潮濕的物品和化學用品不能直接放到天平的托盤中。

『叄』 什麼是物體的質量當一個物體的體積和重量發生變化的時候,它的質量會發生變化嗎請說明理由

在物理學中物體重量就是物體質量:物體含有物質的多少叫質量。質量不隨物體形狀、狀態、空間位置的改變而改變,是物體的基本屬性,通常用m表示。在國際單位制中質量的單位是千克 (kilogram),即kg。
所以重量發生變化質量就發生了變化

『肆』 在經典力學中,物體的質量

1.在經典力學中,物體的質量是_不變______的,而相對論指出,物體的質量隨物體運動速度的增大而___增大____.
經典力學只適用於解決物體的_低速運動狀態______,不能用來處理__高速運動狀態______,經典力學只適用於_宏觀物體______,一般不適用於_ 微觀物體______.
2力學的__長度____、__時間____和__質量_____三個物理量的單位為基本單位.在國際單位制中,這三個基本單位分別是_m_____、___s_____、___kg____.

『伍』 有關物理的問題:質量到底是什麼

「質量」是物質的固有屬性。「質量」是原始概念,不加定義。
「質量」可以理解為「質量是衡量物體含有多少物質的一個量」,因為物體都是物質構成的。因為「質量」概念被提出時,分子學說還沒有被提出,所以沒有人認識到物質是什麼,所以就抽象出「質量」這一概念。當人們認識到粒子的存在時,為了方便化學研究,「物質的量」這一概念也就被提出,出於習慣,「質量」概念就沒有被刪除。不同的是,「質量」用在物理學上,「物質的量」用在化學上。
「質量」還可以理解為慣性的大小。牛頓第二定律提出以後,「質量」概念稍做修改,「動力與加速度的比值就是質量」。對於不同物體施加相同的外力,它們獲得的加速度不同(在外太空也如此)。外力消失後,物體仍可運動一定的時間和空間,這就是慣性。物體因為慣性運動所用的時間越長,運動所用的空間越大,表明質量越大。質量是慣性的唯一度量。
以上的概念都是經典力學的概念,經典力學中,質量不會隨著時間和空間及運動狀態的改變而改變。相對論提出後,「質量」概念又被修改,相對論中,質量隨著運動速度的增大而增大,其周圍的空間和時間也會增大。但是日常生活中用到的都是經典力學的概念。

『陸』 質量和物重分別指什麽

質量指物體所含物質的量,在經典力學范圍內是不變的,物重是物體所受的重力,在不同星球或星球的不同位置就會有變化.

『柒』 質量的起源是什麼

最早提出質量概念的是弗蘭西斯·培根。他在1620年出版的《新工具》一書中,把質量定義為「物體所含物質之量」,並提出「作用力依賴於質量」,從而把質量與作用力聯系起來。

關於質量的起源很長,可以上網路看看,有需要我幫你復制下來,不需要的話下面那一堆文字就不用看了。

(1)牛頓前對質量概念的認識
在很早以前,人們在研究物體的慣性運動時,就曾探討過打破慣性運動時外來原因與運動變化的關系問題。伊壁鳩魯就認為:快慢現象的產生,是由於有還是沒有發生碰撞。這樣,就把原子在虛空中運動的方向和速度的改變與作用力聯系起來,當然這還只是一種定性的思辨性思想,但這里也已孕育著質量概念的有關思想。
伽利略在否定亞里士多德將速度與力相聯系的錯誤觀點後,首次提出了加速度的概念,從而把加速度與作用力直接聯系起來。他指出,作用力按物體運動的速度的變化而成正比例地增加,這里伽利略已具有靜質量的概念,即物體含有原子數量的多少。但伽利略時代還不能區分質量與重量這兩個概念,常把二者混用,而且還沒有明確地提出質量的概念。
最早提出質量概念的是弗蘭西斯·培根。他在1620年出版的《新工具》一書中,把質量定義為「物體所含物質之量」,並提出「作用力依賴於質量」,從而把質量與作用力聯系起來。
(2)靜質量概念的形成
牛頓在接受了從古原子論者直至伽利略和培根關於靜質量概念的論述,他在《自然哲學之數學原理》中明確定義了物體的靜質量,即質量是「物質之量」,是由其密度和大小(體積)共同量度。也即質量是指物體含有物質的多少。在這里牛頓用密度和體積來定義質量,而不像今天我們是用質量和體積來定義密度,因為在牛頓時代,密度和體積是比質量更為簡單的物理量。按照牛頓這種定義,說明物質是由不變的、不可入的、不可分割和具有慣性的原子組成的;質量就是物體包含的原子數量的量度;物體的體積愈大,原子的排列愈密,它所包含的原子數愈多,其質量就愈大。
(3)慣性質量概念的建立
牛頓在《自然哲學之數學原理》中引入了慣性質量的概念.「定義,物質固有的力,是每個物體按其一定的量而存在於其中的一種抵抗能力,在這種力的作用下物體保持其原來靜止狀態或者勻速直線運動狀態。」在解釋時,牛頓指出: 「這種力總是同具有這種力的物質的量成正比的。」這樣牛頓就把慣性質量的概念引入了物理學。在牛頓總結出的牛頓第二定律中更有具體的體現,由牛頓第二定律F=ma,質量就被定義為「物體慣性大小的量度」,即可以對不同物體施以同樣大小的力,根據它們獲得加速度的大小來確定質量的大小。獲得加速度大的物體質量小,獲得加速度小的物體質量大。這種測定物體質量的大小的方法就是根據慣性的大小來量度的,因此,這樣測得的質量稱為慣性質量。「慣性質量」的定義與「物質的多少」這一關於質量的概念也是相一致的。
根據定義,慣性質量是描述物體在受到一定的外力作用時所具有的維持原來運動狀態不變性質的一個物理量。這個定義一方面反映了物質的客觀實在性,因此慣性是物體的一種屬性,作為其量度的質量也就成為反映物體特性的物理量。另一方面,它反映了物質與運動之間的辯證關系。但是,物體的慣性只是反映了物體保持其運動狀態不發生變化的不變特性,而不直接反映物質的數量與物體的運動性質有什麼聯系,反映這種聯系是慣性質量。
(4)引力質量概念的建立
質量的另一屬性是量度物體引力作用的大小,具有這一屬性的質量通常稱為引力質量。引力質量的概念是牛頓在發現萬有引力定律的過程中形成與建立起來的,從萬有引力定律出發可定義引力質量。通常引力作用包括施力和受力兩方面。根據牛頓的萬有引力定律,任何兩物體之間都有引力作用著,引力的方向沿兩物體(視為質點)的連線上,大小與兩物體的質量m1、m2的乘積成正比,與兩者距離r的平方成反比,即:

其中G為萬有引力常數,質量m1、m2反映了物體引力作用的大小,稱為「引力質量」。引力質量與「物質的多少」這一關於質量概念的定義是相一致的。根據萬有引力定律,如果把m2作為引力源,則m2越大,引力就越大,因此,引力質量是產生引力場的能力的量度。另一方面,m1越大時,引力也越大,所以從這個角度看,質量又是受引力場作用能力的量度。因此,可以引入「引力質量」的概念來定義物體產生引力與受引力場作用的能力大小的量度。鑒於引力質量的性質,可用某物體(如地球)引力的大小來量度該物體的引力質量的大小。例如天平量度質量就是基於這種思想,因而天平所量度的就是物體的引力質量。
(5)慣性質量與引力質量的關系
從以上的敘述可知,慣性質量是出現在牛頓第二定律中,引力質量是出現在萬有引力定律中,這二者是分別出現在兩個基本的而且相互獨立的定律中,顯然,它們在物理本性上是完全不同的。愛因斯坦曾生動地以地球和石頭間的引力為例來說明這一點,他說:「地球以重力吸引石頭而對其慣性質量毫無所知。地球的 『召喚』力與引力質量有關,而石頭所『回答』的運動則與慣性質量有關。」因此,就出現了這樣的一個問題:物體的引力質量與慣性質量是否是一回事?物體的慣性和引力這兩種外表上完全不同的物理現象之間是否有深刻聯系?這一問題在物理學的發展歷史上曾有過許多爭論和探索。
在物理學發展史上,牛頓首先從自由落體實驗和單擺實驗中論證了今天所說的引力質量與慣性質量的等價問題。牛頓的實驗設計思想是這樣的:由於地球的自轉,地球上的物體所受到的重力與萬有引力是不一致的。我們可以把重力看作是萬有引力與慣性質量有關的慣性離心力二者的合力。這樣,重力既與引力質量有關,也與慣性質量有關。並有關系式:

這里m引是指物體的引力質量m慣是指物體的慣性質量。同時這里是矢量加法。從地球上某一固定點來看,上式中第二項是一個常數。這樣從上式中可得這樣的結論:對於同一位置上的不同物體,如果每一物體的m引與m慣不等或不成比例,則不同物體的g將不同。因此,實驗就歸結為驗證不同物體的g是否嚴格一致。若一致,則m引與m慣相等或成正比;若不一致,二者則不等或不成比例。
在牛頓時代,要用實驗精確測定g是很困難的,主要是難以精確測量下落的時間間隔.為此,牛頓設計採用了觀測單擺的振動,根據長度相同的單擺的擺動周期來間接測定不同物體的重力加速度g。牛頓測得,慣性質量與引力質量成正比例的准確性達到 1/1000。
後來,貝塞爾運用牛頓的方法曾用各種不同物質做成的單擺進行實驗,得到這兩種質量成正比例的結果精確到1/60000。1894年厄阜用扭秤實驗證實了引力質量與慣性質量之間的比例性質,其結果准確程度很高。厄阜的實驗以十億分之五的准確性測得二者是相等的。1922年厄阜又將實驗精確度提高到3×10。1964年狄克等人改進了厄阜的實驗,用金和鋁來進行扭秤實驗,精確度提高到(1.3±1.0)×10,1971年勃萊金斯基和佩語又將精度提高到10。
所有實驗結果都可以簡單表述為,在儀器測量精度范圍內,m引 / m慣= 常數,適當選取單位可使常數數值等於1(如選取引力常數G=6.6699×10 mkgs)這樣,慣性質量與引力質量就完全等價。愛因斯坦以他獨特地創見,從慣性質量與引力質量等價的基本事實出發,創立了廣義相對論,成為現代物理學的一大支柱。
(6)動質量和質能關系
在經典力學中,物體的質量是個不變的量,而在相對論力學中,物體的質量不是一個恆量,物體質量與運動速度之間有一定的函數關系,即質速關系:當靜止質量為m的物體以速度v運動時,其質量為:

式中c為真空中的光速。這就是相對論的質速關系,m稱為相對論質量,又稱為動質量。m與m0的差別只在物體運動速度很大,與光速可比擬時才顯示出來。質速關系式已為實驗所證實。質速關系式表明,物體的速度愈大,其質量愈大,速度為零時質量最小,這時的質量就是靜質量。
隨著質量概念的進一步發展,現代物理學已明確質量與能量之間的內在聯系,這就是根據愛因斯坦狹義相對論推導出的質能關系式:E=mc²。式中E為能量,m為動質量,c為真空中的光速。該式表示任何一個物體的質量和它所包含的能量之間的關系。該式表明,任何物質的質量變化都將伴隨著相應的能量變化,反之亦然,兩物理量之間滿足此關系式。這一關系已為實驗事實,特別是核反應的實驗事實所證實,它是揭示和利用原子能的理論基礎。在自然界中,質量是一重要的守恆量。質量守恆定律是自然科學中重要的定律之一,它表明在任何與周圍隔絕的物質系統(孤立系統)中,不論發生何種變化和過程,其總質量始終保持不變。這是質量重要的特性之一。

『捌』 在經典力學中,質量,動量,沖量,動能,勢能與參考系的選取有關嗎

在經典力學中
1、質量:使物體所含物質的多少;彈性勢能 Ep=1/2kx^2. 沖量:I=Ft 和參考系的選取無關
2、動量: p=mv 動能:Ek=1/2mv^2 重力勢能 Ep=mgh 中,速度、高度和參考系的選取有關,動量、動能、重力勢能、分子勢能、電勢能和參考系的選取有關。

『玖』 牛頓的經典力學算出來的物體的質量都是錯誤的,只是接近正確的 。是嗎

任何情況都有特例,牛頓力學只針對低速運動,它只是量子力學得特例。愛因斯坦是說,物體在運動時能量轉換E=mc^2,然後你看光子的質量能有多少,雖然高速運動,但牛頓力學只是針對物體低速運動的一個特殊情況,其實本人覺得這種東西並無什麼實際作用,只是由上面那個
E=mc^2造出了殺傷性能很大的武器就是YZD,這里不能打,所以大家很相信,其實全世界能看懂愛因斯坦的理論的人並沒有多少。

『拾』 物理中的質量是什麼

質量(mass)是物體所具有的一種物理屬性,是物質的量的量度,它是一個正的標量。質量分為慣性質量和引力質量。自然界中的任何物質既有慣性質量又有引力質量。這里所說的「物質」是自然界中的宏觀物體和電磁場、天體和星系、微觀世界的基本粒子等的總稱。

質量是物理學中的一個基本概念,它的含義和內容隨著科學的發展而不斷清晰和充實。最初,牛頓把質量說成是物質的數量,即物質多少的量度。

(10)在經典力學中物體的質量是什麼的擴展閱讀:

現代物理學已明確質量與能量之間的內在聯系,即愛因斯坦的質能關系式:E=mc2。該式表明,任何物質的質量變化都將伴隨著相應的能量變化,反之亦然。這一關系已為實驗事實(特別是核反應實驗)所證實,質能關系提供了利用原子能的理論基礎。

質量單位相關換算:

1 噸 = 1,000,000 克 (一百萬克)

1 公斤(1千克) = 1,000 克 (一千克)

1 市斤 = 500克 (1 克 = 0.002市斤 )

1毫克= 0.001 克 (1克=1000毫克)

1微克= 0.000 001 克 (1克=1000000微克)

1納克= 0.000 000 001 克(1克=1000000000納克)