一、简述

        物体的重量取决于该物体所在空间点的引力场。重量是一种力，因此它是一个矢量，这意味着它有方向和大小。通过自由体图来表示物体重量产生的力通常很方便。

        重量总是从物体的质心向下作用到地球中心。（如果你在不同的天体上，例如火星或月球，这当然会有所不同。）下面是一个简易的汽车的横截面图示，其重量从其质心直接向下作用。

        物体或系统的质心是可以认为物体的所有质量所在的点。但是质心并不总是物体的几何中心！这种差异通常是由于物体或系统内部质量分布不均匀造成的。

 二、重量公式

        物体重量的公式是，其中m是测量物体的质量，是测量的引力场强度。您可能已经注意到，引力场强度的单位与加速度的单位相同。

        引力场强度也称为引力加速度 - 它是物体由于重力而产生的加速度。也许你现在可以看到重量方程和牛顿第二定律方程之间的相似之处，，F是作用在有质量的物体上所需的力m给它一个加速度a。它们实际上是相同的方程，但重量方程适用于物体因引力场而受到力时的具体情况。

        当我们谈论地球表面物体的重量时，我们必须使用g，大约是。如上所述，重量取决于物体所在的引力场。在月球表面，引力场强度约为6比地球表面的重量小一倍，因此月球上物体的重量将是6比它在地球上的重量还小一倍。

三、质量和重量之间的区别

        质量和重量的概念经常相互混淆，但它们在物理学中却有很大不同。物体的质量是物体中物质或物质含量的量度。质量不仅取决于物质的数量，还取决于该物质的密度；相同体积的物体可以有不同的质量。另一方面，物体的重量是由于重力作用在物体上的力。物体的质量在任何地方都是相同的，而重量则根据引力场的强度而变化。

物体的质量始终相同的说法并不完全正确。物体的静止质量始终恒定，但物体的相对论质量随着其速度的增加（相对于观察者）而增加。然而，这种效应通常可以忽略不计，只有当物体运动速度接近光速时才变得相关。当物体的速度接近光速时，任何物体的相对论质量接近无穷大c或者，这就是为什么任何有质量的物体都无法达到或超过光速！

在初等教育阶段，不会研究接近光速运动的物体，但如果你有兴趣，你应该研究狭义相对论。该理论还通过物理学最著名的方程描述了质量和能量的等价性，。例如，在粒子加速器中，高能粒子相互碰撞以产生更多粒子——能量转化为质量。

        从重量公式可以看出，重量和质量之间存在正比关系。物体的质量越大，它的重量就越大。比例常数是引力场强度g。然而，我们必须记住，重量是一个向量 - 它具有大小和方向 - 而质量只是一个标量并且只有大小。质量乘以引力场强度后转化为矢量权重的原因g，是因为g不仅仅是一个简单的乘法常数，它也是一个向量。

        在引力场中的每一点，引力场强度矢量都指向质量感受到力的方向。例如，在地球上，引力场矢量始终指向地球中心。然而，在附近的地点，g矢量可以近似为平行线，因为两点之间的距离与地球的周长相比通常可以忽略不计（大约40,000公里。尽管实际上它们指向的方向略有不同，但出于所有实际目的，它们可以被视为平行。

四、重量计算

1、示例1

        在地球表面一个苹果的重量是0.98N。苹果的质量是多少？

        根据公式，。

2、示例2

        举重运动员试图举起一个40公斤哑铃。如果施加向上的力400N在哑铃上，能把它从地板上举起来吗？

        为了使举重运动员将哑铃提离地面，她需要对其施加向上的力，该力大于由于哑铃的重量而产生的向下的力。哑铃的重量可按下式计算

        400大于392，所以举重运动员成功举起了哑铃。

3、示例3

        在地球上一名宇航员的体重为第686N。她在月球上的重量是多少？月球表面的引力场强度为。

        让我们首先定义以下参数：

        宇航员在地球上的重量是

        宇航员在月球上的重量是

        地球表面的引力场强度为

        月球表面的引力场强度为

        地球上宇航员的重量方程可以写为，所以宇航员的质量为

        对于月球上的宇航员来说，重量方程是，质量是

        物体的质量始终相同，

        可以重新排列以得出月球上宇航员的重量为

五、生活中的示例

        当物体在重力影响下移动时，会出现一些有趣的情况。一个例子是失重，这是一种明显不受重力作用的状态。当没有反作用力抵抗您的体重时，您会感到失重。当我们站在地面上时，我们会感觉到地面向上推着我们的身体，其力量与我们的体重大小相等且方向相反。

        您可能曾经乘坐过山车或游乐场，其中涉及垂直跌落，并且经历过所谓的自由落体，即您在跌落时感到失重。当你坠落时，唯一作用在你身上的力是重力，但你感觉不到它，因为没有反方向的反作用力。事实上，自由落体的这个定义只是通俗地使用，因为当你下落时，实际上存在空气阻力产生的力向上作用在你身上以阻止你的运动。然而，该力在低速时相对较小，因此可以忽略不计。如果你从月球上的陨石坑边缘跳下，你会经历真正的自由落体（直到落地），因为月球上没有大气层。

        您肯定会看到宇航员乘坐航天飞机绕地球飞行的图像。宇航员在太空中感受到的失重感，其实和坐过山车自由落体的感觉一模一样！宇航员正在向地球坠落，但由于他们的航天器与地球中心相切的速度很快，因此他们实际上一直与地球擦肩而过。