质量和重力的测量

在物理学中，用天平称得的是物体的质量，用弹簧秤称得的是物体所受的重力。用天平和弹簧秤之所以能测出不同的物理量──质量与重力，这是由它们的结构与工作原理决定的。

　　我们使用的一般天平，是根据等臂杠杆的原理制成的。设天平的臂长为l，被测物体所受重力为G₁，砝码所受重力为G₂。根据杠杆平衡条件，当天平平衡时，我们得到

　　G₁·l＝G₂·l，即G₁＝G₂。

　　所以，当天平平衡时，物体所受重力与砝码所受重力相等。由于天平的尺寸与地球相比较是很小的，可以认为被测物体和砝码均处于地球上的同一地点。设该处的重力加速度为g，则有G₁＝m₁g，G₂＝m₂g；由于G₁＝G₂，所以m₁g＝m₂g，所以m₁＝m₂。以上就是用天平称质量的原理。

　　这就是说，一个物体无论放在地球的任何地方，当用天平来称量时，物体的质量总是等于与它相平衡的砝码的质量。在其他天体上，用天平也可以称物体的质量。

　　物体所受的重力可以用弹簧秤直接测出。由于弹簧秤中弹簧的伸长与作用力大小成正比，所以我们从弹簧秤刻度的指示数值就可以直接读出物体所受重力的大小。

　　质量和重力是两个不同的物理量。在地球的任何地点，一个物体的质量不会产生变化，把这个物体带到月球上，用天平称量时，其质量数值仍然等于在地球上所测得的数值。而物体所受的重力由于地球上不同地点的重力加速度的差异，在不同的地点会有不同的数值。由于月球的质量比地球的质量小，所以月球的引力比地球弱，月球上的重力加速度数值大约只有地球重力加速度数值的1／6，所以在月球上用弹簧秤测得的重力也只是在地球上测得的数值的1／6。