国际单位制(SI)基本物理量——质量及其物理意义
初中物理《质量》
REPORTING
• 质量基本概念与单位 • 测量方法与工具介绍 • 密度概念引入与计算 • 浮力原理与物体沉浮条件 • 惯性现象解释与牛顿第一定律 • 能量转化与守恒定律
目录
PART 01
质量基本概念与单位
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质量定义及物理意义
质量定义
质量是物体所含物质的多少，是 物体固有的一种基本属性，不随 物体的形状、状态、温度和地理 位置的改变而改变。
误差可能来源于测量工具、测量方法 或环境因素等。如天平的砝码磨损、 刻度尺热胀冷缩等都会引入误差。
减小误差的方法
数据处理
在处理实验数据时，可以采用列表法 、图像法等方法，以便更直观地分析 数据并得出结论。同时，需要注意有 效数字的保留和运算规则。
多次测量求平均值、选用更精确的测 量工具、改进测量方法等都可以减小 误差。
PART 03
密度概念引入与计算
REPORTING
密度定义及物理意义
密度定义
密度是物质的一种特性，表示物质单 位体积的质量。
物理意义
密度反映了物质内部结构的紧密程度 ，是鉴别物质的重要依据。
密度计算公式和单位
计算公式
密度 = 质量 / 体积，用符号表示为 ρ = m / V。
单位
在国际单位制中，密度的单位是千克每立方米（kg/m³）。常用单位还有克每 立方厘米（g/cm³）。
转化过程
能量转化过程遵循一定的物理规律，如力学中的动能定理、热力学第一定律等。在转化过程中，能量 的总量保持不变，但能量的品质可能会降低。
能量守恒定律内容解读
定律表述
能量守恒定律指出，在一个孤立系统中，能量的总量保持不变，即能量不能被创造也不 能被消灭。
国际单位制中七个基本物理量的定义是什么
国际单位制中七个基本物理量的定义是什么长度:米(m)1. 1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米2. 1960年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪－86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763．73倍”。
3. 1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会：“米是1／299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”质量：千克（kg）1000立方厘米的纯水在4℃时的质量，时间：秒（s）1967年的第13届国际度量衡会议上通过了一项决议，采纳以下定义代替秒的天文定义：一秒为铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。
国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标，属国际单位制(SI)。
电流：安培（A）安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两无限长，而圆截面可忽略的平行直导线内，则两导线之间产生的力在每米长度上等于2×10-7牛顿。
该定义在1948年第九届国际计量大会上得到批准，1960年第十一届国际计量大会上，安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。
安培是为纪念法国物理学家A.-M.安培而命名的。
热力学温度：开尔文（K）开尔文英文是Kelvin 简称开，国际代号K，热力学温度的单位。
开尔文是国际单位制（SI）中7个基本单位之一，以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为273.16K，1K等于水三相点温度的1／273.16。
热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T＝t＋273.15，因为水的冰点温度近似等于273.15K，并规定热力学温度的单位开（K)与摄氏温度的单位摄氏度（℃)完全相同。
开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。
发光强度：坎德拉（cd）坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射，而且在此方向上的辐射强度为1／683瓦特每球面度．定义中的540×1012赫兹辐射波长约为555nm，它是人眼感觉最灵敏的波长．/forum/thread/view/175_21054971_.html物质的量——表示组成物质微粒数目多少的物理量（物质的量是一个专用名词，不可分割和省略）摩尔——是物理量物质的量的单位（m ol）根据科学测定，12克12C所含的C原子数为6.0220943×1023 用符号NA表示，称阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数（NA ）近似值 6.02×1023定义：凡是含有阿伏加德罗常数个结构微粒（约 6.02×1023）的物质，其物质的量为1摩。
国际单位制(SI)基本物理量——质量及其物理意义
国际单位制（SI）基本物理量——质量及其物理意义摘要：本文简要介绍了质量的国际单位制表示，讨论了质量的物理意义，简单介绍了测量物质质量的几种常用方法关键词：质量基本物理量国际单位制1、引言质量是物理学最基本最重要的概念之一。
随着人们对经典物理现象及概念逐步深入的研究认识，对物质质量的理解、界定和测量方法经历了一个漫长的发展变化过程。
1960年，第十一届国际计量大会通过的国际单位制，其国际代号为SI，我国简称其为国际制，将质量确定为七个基本物理量之一：其名称为“质量”（mass），简写为M或m；其单位名称为“千克”，国际单位代号为“kg”；并作文字定义：“千克等于国际千克原器的质量。
国际千克原器是世界上目前所存的定义最早（1989年）保存最严密的七个基本量中唯一的实物标准。
这个实物标准件的由来是这样的：十八世纪中叶，法国为了改变国内计量制度的混乱情况，在规定通过巴黎的地球子午线的四千万分之一为1米的同时，在米的基础上规定了质量的单位，即规定1分米3的纯水在时的质量为1千克（水在时密度最大），并且用铂制作了标准千克原器，保存在法国档案局，因而称这个标准千克器为“档案千克”。
1872年科学家们通过国际会议，决定以法国的档案千克为标准，用铂依合金制作标准千克的复制器中，选了一个质量与“档案千克”最接近的作为国际千克原器，保存在巴黎国际计量局。
1889年第一届国际计量大会批准以这个国际千克原器作为质量标准，沿用至今。
中国“国家千克基准”在1965年由国际计量局检定，并由伦敦的stanton仪器公司加以调整，严格保存在北京中国计量科学院的质量标准库中。
2、质量的物理意义2.1物体的质量是其含物质的多少这是牛顿最初质量定义的含义，牛顿指出：“定义1，物质的量是用它的密度和体积一起来量度的”。
这是一种朴素和直觉地表述。
鉴于知识的渐进性和可接受性，目前我国初中物理教科书就是采用定义：“物体中含有物质的多少叫质量”（人教版）。
国际单位制标准
国际单位制标准
国际单位制（SI）标准是一种国际标准，用于测量物理量。
SI标准是世界上最广泛使用的测量系统，几乎所有国家都采用了这个标准。
SI标准定义了七个基本单位，它们是：
1. 米（m）：用于测量长度或距离。
2. 千克（kg）：用于测量质量。
3. 秒（s）：用于测量时间。
4. 安培（A）：用于测量电流强度。
5. 开尔文（K）：用于测量温度。
6. 摩尔（mol）：用于测量物质的量。
7. 坎德拉（cd）：用于测量光强度。
这些基本单位可以组合成其他导出单位，例如：
1. 速度：米每秒（m/s）。
2. 加速度：米每秒平方（m/s^2）。
3. 力：千克米每平方秒（kg·m/s^2）。
4. 能量：焦耳（J），等于千克米每平方秒（kg·m/s^2）。
5. 功率：瓦特（W），等于焦耳每秒（J/s）。
SI标准还定义了一些基本物理常数，例如真空中光速的数值、真空中磁导率和电常数的数值等。
这些常数的值在SI 标准中被定义为固定的值，以确保国际上所有使用SI标准的
实验室和测量设备所得到的结果是一致的。
SI标准还规定了单位之间的换算关系。
例如，1千克等于1000克，1秒等于1000毫秒，1安培等于1/1000千克·米^2/秒^3。
SI标准在科学、工程、医学、商业和其他领域广泛使用，它的使用可以确保不同国家和地区之间的测量结果的一致性。
国际单位制基本量
国际单位制基本量国际单位制，简称SI，是一套现代科学和技术所用的标准化系统，由国际单位制大会颁布，它要求以七个基本量表示和测量所有物理量，这七个基本量称为国际单位制的基本量（又称为国际单位系统，缩写：SI）。
第一个基本量是长度，用米m (m)示,即 1 m = 10^(-1)毫米 (mm)。
长度是定量物理量，主要用来测量几何形状，另外也可以用它来测量时间，速度，频率等间接物理量。
第二个基本量是质量，用千克kg (kg)示,即1 kg = 10^(-3)克(g)。
质量是定义物理量，表示物体以改变形态在宇宙中所受的影响程度，因此质量可用来表达物体的受力和运动状态，可以应用在动量、原动力、能量的测量中。
第三个基本量是时间，用秒s (s)示,即 1 s = 10^(-3)毫秒 (ms)。
时间既是衡量物理量变化的基础，也是衡量不同的物理量的标准。
对于定义的物理量，如质量、力、势能等，可以用时间测量其变化情况，从而获得其受力状态。
另外，时间还可以用来计算频率、速度等间接物理量。
第四个基本量是电流强度，用安培A (A)示,即 1 A = 10^(-3)毫安 (mA)。
电流强度是一个间接物理量，它表示在电路中电流通过一定时间内所经过电阻的能量变化程度，因此可以应用在电动力学等相关领域，从而可以测量电能量的变化情况。
第五个基本量是功率，用瓦特W (W)示,即 1 W = 10^(-3)毫瓦(mW)。
功率是一个间接物理量，它表示物体通过一定时间内所耗费的全部能量，包括动能和其他能量，可以用它来衡量物体所耗费的能量程度，从而用它来衡量物体的动能和运动状态。
第六个基本量是热功率，用焦耳J (J)示,即 1 J = 10^(-3)毫焦 (mJ)。
热功率是一个间接物理量，它表示物体在一定温度下所受的热能量变化程度，因此可以用它来衡量物体的温度状态，另外它还可以用来测量物体的热力学性质，如热导率、热传尔等。
第七个基本量是光强度，用坎德拉cd (cd)示,即 1 cd = 10^(-3)毫坎德拉 (mcd)。
物质的量与摩尔物质的量和摩尔质量
物质的量与摩尔物质的量和摩尔质量物质的量是一个用于描述物质数量的物理量，它在化学和物理学中有着重要的应用。
摩尔物质的量和摩尔质量是与物质的量相关的概念，它们帮助我们更好地理解和描述化学反应和物质之间的关系。
本文将介绍物质的量、摩尔物质的量和摩尔质量的概念以及它们的计算方法。
一、物质的量物质的量（Mole）是国际单位制（SI）中的基本物理量之一，它用来表示物质中包含的基本单位的数量。
根据国际单位制的定义，物质的量的单位是摩尔（mol）。
1摩尔表示包含6.022 × 10^23个基本单位（通常是原子、分子或者离子）的物质。
这个基本单位可以是任何一种化学元素或化合物。
物质的量在化学反应中起着至关重要的作用。
在化学方程式中，化学物质的化学式和系数表示了反应物和生成物之间的摩尔比例关系。
这种比例关系是根据摩尔物质的量来决定的。
二、摩尔物质的量摩尔物质的量（Molar amount of substance）是相对于物质的量而言的一个概念。
它是一个比例因子，用来表示物质中某种组分的相对数量。
摩尔物质的量通常使用符号n来表示。
摩尔物质的量与物质的量之间的关系可以通过摩尔质量来计算。
摩尔质量是指物质的质量与其摩尔物质的量之间的比值。
通常，摩尔质量的单位是克/摩尔（g/mol）。
三、摩尔质量摩尔质量（Molar mass）是指物质的质量与其摩尔物质的量之间的比值。
它是摩尔质量的常数与分子量或元素原子质量之间的关系所求得的结果。
摩尔质量通常用符号M表示。
摩尔质量可以通过分子量或相对原子质量来计算。
分子量是指分子中所有原子的相对原子质量之和，而相对原子质量则是指元素原子质量与碳-12同位素的质量之比。
在化学实验或计算中，我们常常需要根据化学方程式来计算反应物或生成物的质量。
这时，我们可以使用摩尔质量来进行计算，通过将摩尔物质的量与摩尔质量相乘，得到物质的质量。
四、计算示例让我们通过一个计算示例来更好地理解物质的量、摩尔物质的量和摩尔质量之间的关系。
国际单位制基本物理量
国际单位制基本物理量
国际单位制中七个基本物理量：米（m），千克（kg），秒（s），安培（A），开尔文（K），摩尔（mol），坎德拉（cd）。
除七个基本量外，还有二个辅助单位：平面角弧度rad，立体角球面度Sr。
一、七个物理量
长度--国际单位制中的单位是“米”。
质量--国际单位制中的单位是“千克”。
时间--国际单位制中的单位是“秒”。
电流强度--国际单位制中的单位是“安培”。
热力学温度--国际单位制中的单位是“开尔文”。
物质的量--国际单位制中的单位是“摩尔”。
光强度--国际单位制中的单位是“坎德拉”。
二、什么是国际单位制
国际单位制SI是从“米制”发展起来的国际通用的测量语言，是人类描述和定义世间万物的标尺。
国际单位制规定了7个具有严格定义的基本单位，分别是时间单位“秒”、长度单位“米”、质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”和发光强度单位“坎德拉”。
- 1 -
它们好比7块彼此独立又相互支撑的“基石”，构成了国际单位制的“地基”。
国际单位制规定的其它单位，如力的单位牛顿、电压单位伏特、能量单位焦耳等等，都可以由这7个基本单位组合导出。
- 2 -。
摩尔国际单位制中七个基本物理量
摩尔国际单位制中七个基本物理量在国际单位制（SI）中，有七个基本物理量，它们是长度、质量、时间、电流强度、热量、光强度和物质的量。
这七个基本物理量是构成国际单位制的基础，它们的定义和测量对于科学研究和工程技术有着重要的意义。
1. 长度（米）长度是空间中点之间的距离，是物体的一个基本特征。
在国际单位制中，长度的单位是米，它的定义是使用光的速度和时间的标准来确定。
2. 质量（千克）质量是物体所固有的性质，是物体所含的物质的数量。
在国际单位制中，质量的单位是千克，它的定义是使用国际原子钟来确定。
3. 时间（秒）时间是事件发生的先后顺序和持续的长度，是物质运动的基本参数。
在国际单位制中，时间的单位是秒，它的定义是使用铯原子的谐振频率来确定。
4. 电流强度（安培）电流强度是电荷通过导体横截面的流动速度，是描述电路中电荷运动的基本量。
在国际单位制中，电流强度的单位是安培，它的定义是使用两根长直平行无限长的导线中的两根导线中产生的安培力来确定。
5. 热量（开尔文）热量是物体内能的一种形式，是物质分子在空间中的运动度的表现。
在国际单位制中，热量的单位是开尔文，它的定义是使用绝对零度的热力学温标来确定。
6. 光强度（坎德拉）光强度是光源的辐射强度，是描述目标的亮度、发光度的物理量。
在国际单位制中，光强度的单位是坎德拉，它的定义是使用一个黑体辐射的光强度来确定。
7. 物质的量（摩尔）物质的量是物质的数量，是描述物质中分子或原子的数量。
在国际单位制中，物质的量的单位是摩尔，它的定义是使用一个由碳-12的原子构成的物质的量来确定。
总结在国际单位制中，七个基本物理量构成了SI单位制的基础，它们的定义和测量是科学研究和工程技术中不可或缺的一部分。
通过对这七个基本物理量的认识和理解，我们可以更好地进行科学实验和工程设计，推动科学技术的发展和创新。
也使我们更好地了解世界，更好地利用物质和能量。
希望通过对这七个基本物理量的介绍，能够使读者对国际单位制有一个更深入的理解。
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国际单位制（SI）基本物理量——质量及其物理意义
摘要：本文简要介绍了质量的国际单位制表示，讨论了质量的物理意义，简单介绍了测量物质质量的几种常用方法
关键词：质量基本物理量国际单位制
1、引言
质量是物理学最基本最重要的概念之一。
随着人们对经典物理现象及概念逐步深入的研究认识，对物质质量的理解、界定和测量方法经历了一个漫长的发展变化过程。
1960年，第十一届国际计量大会通过的国
际单位制，其国际代号为SI，我国简称其为国际制，将质量确定为七个基本物理量之一：其名称为“质量”（mass），简写为M或m；其单位名称为“千克”，国际单位代号为“kg”；并作文字定义：“千克等于国际千克原器的质量。
国际千克原器是世界上目前所存的定义最早（1989年）保存最严密的七个基本量中唯一的实物标准。
这个实物标准件的由来是这样的：十八世纪中叶，法国为了改变国内计量制度的混乱情况，在规定通过巴黎的地球子午线的四千万分之一为1米的同时，在米的基础上
规定了质量的单位，即规定1分米3的纯水在时的质量为1千克（水在时密度最大），并且用铂制作了标准千克原器，保存在法国档案局，因而称这个标准千克器为“档案千克”。
1872年科学家们通过国际会议，决定以法国的档案千克为标准，用铂依合金制作标准千克的复制器中，选了一个质量与“档案千克”最接近的作为国际千克原器，保存在巴黎国际计量局。
1889年第一届国际计量大会批准以这个国际千克原器作为质量标准，沿用至今。
中国“国家千克基准”在1965年由国际计量局检定，并由伦敦的stanton仪器公司加以调整，严格保存在北京中国计量科学院的质量标准库中。
2、质量的物理意义
2.1物体的质量是其含物质的多少
这是牛顿最初质量定义的含义，牛顿指出：“定义1，物质的量是用它的密度和体积一起来量度的”。
这是一种朴素和直觉地表述。
鉴于知识的渐进性和可接受性，目前我国初中物理教科书就是采用定义：“物体中含有物质的多少叫质量”（人教版）。
而且还指出“质量不随物体的形状、状态、温度和位置的改变而改变（——这一说法并不准确），是物体本身的固有属性”。
2.2 质量表示物体的惯性
质量是描述物质属性的物理量。
物体具有保持原有运动状态的属性——惯性。
牛顿第二运动定律是把物体在其速度变化（运动状态变化）时所显示的阻抗能力（惯性）定量化的量
度。
即，由于当时无法解释一项，即认为，所
以有，式中即为质量，是物体平动惯性大小的量度，也是物体作加速平动运动属性的表现，因而称为惯性质量，我国现行高中物理教材就采用这一表述方式。
2.3 质量是表示物体间引力大小的量度
物体具有产生引力作用和感受引力作用的属性。
牛顿于17世纪发现的万有引力定律就
是反映这一属性的规律。
其表示式，式中的和就是相互作用的二个物体分别具有产生引力作用（产生引力场——牛顿是持超距作用不认为有场的存在）并能感受引力作用大小的量度，因而称之为引力质量
2.4 惯性质量与引力质量的关系
设地球表面某处一物体，如果忽略地球自转效应，它受到地球的万有引力为
式牛M和R是地球的质量和半径，G为万有引力常数，为该物体的引力质量；另一方面，设此物体在力的作用下产生的加速度为，则
式中为惯性质量。
以同样条件设另一物体，则
由以上四式得：
实验事实是地球表面同一处的重力加速度都是相等的，即因此有:
由此可见，一切物体自由下落时的加速度都相等的事实，意味着引力质量与惯性质量有正比关系，在万有引力定律和牛顿第二定律中，如果选取适当的单位，则二者是相等的。
正
是基于这样的客观事实，爱因斯坦提出了引力场的概念，并认为加速场可以抵消引力场效应，总结出了“等效原理”，作为广义相对论的实验基础并将引力质量和惯性质量用如下关系联系起来：
惯性质量×加速度（加速场强度）=引力质量×引力场强度
不过等效应原理的动力学机制还不太清楚
2.5 质量随述速度的增长
其实，在牛顿第二定律中已经得出了等于什么的问题，只是牛顿力学是建立在超距作用的绝对时空观上，将质量视为一个与运动无关的恒定量。
而在相对论力学中运动物体的质量与其速度有如下关系:
式中为静止质量，即时。
为光速。
物体高速的运动效应，引起物体质量的改变，说明物体的惯性或产生和感受引力的性质发生了变化，同时也说明了物质的属性与其运动有关。
在低速下，由于物质属性的改变极为微小，从而才认为物体的质量是恒定的。
2.6 质能守恒是近代物理学的基石之一。
在相对论力学创立之前，人们一直以为质量守恒定律和能量守恒定律是两条彼此没有关系的完全独立的定律。
相对论力学揭示了质量与能量之间存在着十分简单的关系。
在
中当时，将其进行幂级数展开得：
即
式中第二项正是经典力学里熟知的物体的动能。
由此可知，一个运动物体的能
量可以分成二部分，其一是运动时才具有的动能，其二是静止时也
具有能量即。
物体的静能是一个崭新的概念，是与物体静止质量相联系的能量，与直接成正比。
这样，任何物质的质量与其能量E存在着普适关系。
当物体的能量发生变化时，它的质量就按这一关系相应地发生变化，反之，它的质量发生了改变必定伴随其能量的变化。
这一结论与目前所有的实验事实相符合。
比如，人们运用质能守恒关系解释了原子核反应时质量亏损现象，发现了核内蕴藏着巨大的能量，等等。
3、物体质量的测量方法随着科技水平的发展，质量测量技术的水平和手段在不断地提高和改进，特别是将电子技术应用到质量测定技术之中而发明的电子天平，其感量可达万分之一。
目前在实验室和教学科研中常用的质量测量方法从原理上讲，主要有用（各种）天平测定物体质量即天平法，运用牛顿第二定律测质量；用动量守恒定律测质量；用单摆和弹簧称测质量；用万有引力定律推测天体质量；用匀强电场测带电粒子的质量；用质谱仪测带电微粒的质量；用理想气体状态方程测气体的质量；用油膜法测定物质分子的质量等等。
由于篇幅，暂不作详细讨论。