互动科普

“重量为1千克的球”和“质量为1千克的球”，这两种说法是在表达同一个意思么？实际上，重量和质量表现的是同一物体的不同属性。

质量，是决定物体受力时运动状态变化难易程度的量，单位是千克（kg）。例如在超市里，装了10千克物品的购物车，比装了1千克物品的购物车推起来要更费力一些。这里的“更费力”，正确表述应为“更不容易被加速”。

国际上通用“千克原器”作为质量1千克的标准，它是由铂铱合金制成的砝码，原器现保存在法国的国际计量局总部。人们可以使用这个砝码的复制品和天平，来称量物体的质量。

而重量，指的则是地球上物质受到的重力。尽管一般情况下意识不到，但我们的身体总是被一种力拉向地球中心，这种力便是重力。

物体受重力影响下落时所具有的加速度，被称为“重力加速度”。在地球表面，它大致是个恒定值，约为9.8米/秒²（m/s²）。这里所谓的加速度，就是1秒内速度的变化量。9.8米/秒²的意思，就是速度每秒增加9.8米/秒（m/s）。

物质所受的重力，与其质量之间存在着比例关系，可以用“重力=质量×重力加速度”的形式来表现。力的单位是“牛顿”(牛顿=千克·米/秒²)，简称“牛”，质量为1千克的物体所受的重力约为9.8牛。

从物理学角度来看，质量和重力的概念不同。但在地球上，重力加速度基本为定值，所以称量重量的计量器具（体重计、厨房用秤等）均用质量单位“千克”来表示重量。

不过在需要精确测定重量的场合，有个问题必须要重视。质量是物体本身固有的值，所以无论在何地测量，其值为定值。但测重量时，会因为测量地点的重力加速度不同而得到不同的值。

由于地球自转、海拔高度、地质构造等因素的影响，重力加速度都可能发生变化。比如受到自转影响，赤道地区与南北极地区相比，其重力加速度值相差约5%，赤道地区相对较小（右上插图）。

在月球上，重力的差别更是悬殊。如果把在地球上重量为6千克的物体拿到月球上称重，由于月球上的重力加速度仅有地球的1/6，所以该物体会被称为1千克。而在无重力（重力加速度为0）的宇宙空间测量的话，重量将为0千克。

顺便提一下，虽然在无重力空间中物体重量消失，但其质量依旧存在，所以在施以同样大小的力的情况下，仍然是质量越大的物体越不容易运动起来。

不论什么物质，放在月球上测量，其重量均为在地球上的1/6

物体的重量是指作用在该物体上的引力，因此在不同地方测量同一物体，得到的重量的值会不同。例如在重力加速度仅为地球1/6的月球上测量物体的重量（插图中为金属球），测量值为在地球上的1/6。另外，在重力加速度为0（实际上是引力的合力为0）的宇宙空间中测量的话，无论什么物体，其重量均为0。在与地球重力加速度不同的其他行星上，同样也会发生类似现象。不过，质量是物体的基本属性，它的值无论在哪儿都是恒定的。

（本文发表于《科学世界》2013年第2期）