对惯性质量与引力质量相等的讨论.pdfVIP

2006年第5期 物理通报 短文荟苹 天平称了两个球的质量m。及m2，然后放在扭秤上 { 短文荟萃 《 称它们之间的引力，他确实发现引力与m。和m2成 ‘‘04kpk，“o“q声泸emq，、庐q，4舻妒≈目妒、泸《，24若 正比．但是想一想，用天平称得的ml和m2是什么 呢?大家知道，天平是通过比较地球的引力来比较质 对惯性质量与引力质量相等的讨论 量的，因此m】和m2都是引力质量，它和表示惯性大 小的质量——惯性质量没有直接的关系．为了概 念上的清晰起见，最好把引力质量称为“引力荷”，如 谭淑梅 同产生静电力的源被称为“电荷”一样．这样，卡文 (大庆师范学院物理系 黑龙江大庆 163712) 迪什的结论便应该是：用天平确定了两个球的“引力 许多教科书上都谈到了表现物体的惯性的质量 荷”之后，实验测得球之间的引力与距离平方成反 称为惯性质量，而决定两物体间引力的质量称为引 比，与“引力荷”的乘积成正比．在这个基础上如果 力质量．然而读者不容易懂的地方在于为什么会出 提出“引力荷”与惯性质量的关系，就是很自然的 现两种质量．万有引力定律不是清清楚楚地写着： 了．因为惯性质量是由力与加速度之比确定的，它 “两物体间的引力和质量成正比”么?这里已经说了 与引力质量表现在完全不同的物理现象中，因此它 引力和质量成正比，为什么又要讨论这个质量与牛 们之间就不能视为同一种东西． 顿第二定律里的质量的差别呢?问题再提尖锐一点： 现在用m。表示物体的引力质量(或“引力 为什么没有人讨论库仑定律中的电量q和电容器公 荷”)，用m。表示物体的惯性质量．则物体的重量可 以写作 式中的电量q的区别呢?这个问题提得不是没有一 点道理的． F=G警 现在先从卡文迪什的引力测定实验出发，考虑 式中G是引力常量，R是地球的半径，M是地球的质 一下作为万有引力定律的实验根据．卡文迪什先用 (2)接通音频发生器的电源，然后调节音频至 璃管口处为波腹，这时管内空气柱的长度为la= 2000 Hz左右，并调节音量，让全班同学能听见声 3A4，同理可知，空气柱的长度为‘=警，如= 响． (3)慢慢松手，使玻璃管中的水柱下降，待降低 了72……都会形成驻波． 到某一位置(如图2中。位置)时，能听到很响的共 鸣声．表明这时管内空气柱的频率和扬声器发出的 声音频率相同，使空气柱产生共振现象．这是第一次 共鸣．把水柱继续下降，依次听到声音有几次最响， 其位置分别记录为b、c、d；用刻度尺量取空气柱的 长为：4．2em、12．6em、16．8cnl、21．0cnl． 3两点说明 坩肾 图3 (1)当第一次共鸣时，从喇叭发出的声波进入 玻璃管中，经玻璃管内水面的反射回来的反射波相 (2)采用实验室中常用的音叉(固有频率为440 互叠加，在空气柱中产生驻波，水面处是波节，玻璃 Hz)，波长分别为19．3cm、57．9cnl、