引力质量与惯性质量的研究论文

物体的重量是怎么来的？是受地球重力加速度的作用才有了重量。如果没有地球的重力加速度作用，物体就会漂浮在空中。以火箭为例，火箭的重量T是地球重力作用，火箭要离开地球，就得有个力P克服T的作用才能实现，这个P就是火箭推力，这个推力与重力方向相反，如果这个推力在逐渐加大（即火箭离开地球有正的加速度），火箭会越飞越快，我们可以把这个推力和火箭叫做惯性质量。其实想想，地球给物体的是重力加速度，使火箭产生重量，火箭发动机给火箭的是离开地球的加速度，使火箭产生飞天，前者的重量叫重力质量，后者的飞天质量叫惯性质量。我是这样理解的，不知是否对？

其实二者是相等的（有实验证明的），惯性质量侧重点是在地球上，而引力质量侧重点在太空中。爱因斯坦的《狭义相对论》中有详细的叙述，楼主可以去参考一下。

惯性质量就是根据F=ma得出的质量，即物体获得加速度需要多大的力的量度。引力质量就是根据天平称重得出的质量，与加速度无关，是保持平衡的量度。大量物理实验证明二者在数值上相等，广义相对论的一个重要假设就是惯性质量与引力质量相等效。惯性质量和引力质量相等可以说是一个定律，就像牛顿定律一样，是通过实践总结出来的，基本上不存在为什么的问题，因为这是逻辑推理的基础。我们平常说的质量可能指的是两个中的一个，看讨论的是什么问题。

惯性质量是通过动力学测量的 F=ma引力质量是通过静力学测量的F=GMm/RR我们可以定义标准惯性质量,以求得某物体的惯性质量.同时我们也就定义了力的度量,但却并不能由此也求得引力质量,因为在G的测量过程中会使用到引力质量,在没有定义引力质量的度量之前,G并不能确立其值,同时M实际上也是引力质量.所以我们只能再定义标准引力质量,以求得该物体的引力质量.所以,当惯性质量与引力质量成正比时,我们总可以适当选取这两个标准质量,使惯性质量与引力质量相等.结论:"惯性质量与引力质量成正比"和"惯性质量与引力质量相等"是等价的.(二)缘起科大版教材P111介绍"证明引力质量与惯性质量成正比"的"狄克实验":"不同质料的物体A和B,引力质量相等,若引力质量与惯性质量不成正比,则两者惯性力不等,于是扭秤受合力矩作用"我不禁质疑:假设引力质量与惯性质量成任意非正比的函数关系,如平方,在自变量(引力质量)相同的情况下,函数值(惯性质量)哪有不同之理 也就是说,不论引力质量与惯性质量之间是什么关系,狄克的扭秤永远不会偏转.实验能验证什么 所以我觉得,反而应该取A和B引力质量不相同,于是当且仅当引力质量与惯性质量成正比时,两物体所受引力与惯性力成相同比,两物体与竖直方向的偏角相同.该想法和书上P116 介绍的"厄缶实验基于斯"的思想相似,同时也导致我对于书上"此角度将因物体质料不同而异"的困惑:不应该是因引力质量不同而异吗 (三)释疑思维分岔在哪呢 让我们回头看看"惯性质量与引力质量成正比"的含义:所有物体,不论质料如何,引力(惯性)质量多大,彼此间各自惯性质量与引力质量的比值相同.于是这个命题可以等价于两个子命题:1.同质料的物体,彼此间各自惯性质量与引力质量的比值相同.2.不同质料的物体,两者比值相同.原来,厄缶 狄克实验任务是第二个子命题,所以相当于是默认了第一个子命题成立.(四)反思回过头来看看前面的质疑,原来思维分岔在于对实验任务的理解.书上所说厄缶实验的"证明引力质量与惯性质量相等的任务"应理解为证明两种质料的比值相等,而不是理解为证明同一质料的物体的两种质量呈现的是正比关系而非其他关系.也就是不该将第一个子命题当成厄缶实验的任务.进一步反思:其实我们早该想到,如果实验任务是第一子命题,那么其本质就是要验证两个变量之间是某种函数关系,那怎么可能只凭一组变量值呢.证明第一子命题的比例关系存在的问题,可以类似于第二子命题,化为证明两个比值相等的问题,但在此时,待比较的两个比值是同质料不同质量的物体各自的比值.(五)补充既然厄缶 狄克实验证明的只是第二子命题,那么第一子命题呢 余窃以为,在前面的质疑下的想法,应该可以用来验证,问题只在于精度.实际上,整个命题可以用一个非常简单的实验来验证:看所有物体是否都以同样的加速度下落. 由M惯a=GM地M引/RR得 a=(GM地/RR)(M引/M惯)观察表明,真空中的落体,不论质料和质量,总以同样快慢下落,所以在实验准确度内,有a1=a2,从而完全验证了"惯性质量与引力质量成正比".这个实验可以说是最简单的,但考虑到实验精度,厄缶 狄克实验因采用了"示零法"而具有极大的优越性.(六)拓展但是,这两种质量相等是纯属偶然的呢,还是有更深刻的意义 根据经典物理学的观点,回答是:这两种质量的相等是偶然的,不应该附加更深刻的意义.而现代物理学的回答则恰恰相反:这两种质量相等是根本性的,并且构成了导致更深刻理解的一条非常重要的新线索.事实上,这正是由之产生所谓广义相对论的最重要的线索之一.尽管两种理论都同观察到的事实相符,如果其中一种理论能解释为什么引力质量和惯性质量相等,而另一种理论却认为它们的相等是偶然的,那么前一种理论就比后一种理论高明.

惯性质量是指物体受的力与其加速度的比值，表示物体惯性的大小。比如说你想让一个物体加速运动，你可以用力去拉动它，物体的质量越大，使其达到相同的加速度，你就要用越大的力，而这里说的质量是惯性质量。引力质量是指产生万有引力的质量。两个有质量的物体之间存在万有引力，比如说你可以用天平称量一个物体的质量，因为物体受到地球的引力作用，而这个引力来源于地球和被称量物体两个有质量物体之间的吸引，这里说的质量就是引力质量。两个质量的意义是不同的，但是它们大小相等。等效原理简单说就是引力场和以相应加速度运动的参考系是等效的。比如说你处于一个密闭盒子里，盒子放在地球表面，重力加速度为10米/二次方秒，你的头顶方向对应的盒子的那一面记为a面，现在把盒子移到一个没有引力场的空间，以10米/二次方秒的加速度向a面运动，那么你观察到盒子里的一切现象与在地球表面时都一样，你仿佛还是处在地球表面，还能感受到地球的引力。其实在地球表面的引力是由你和地球的引力质量引起的，而在无引力场的加速盒子中你感受到的“引力”是因为你有惯性质量，又因为你的引力质量和惯性质量相等，所以在有与地球重力加速度相等的加速度的盒子中你会观察到一样的物理现象。