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通过mg=2ma,最后算出g=2a的前提是等号两侧的“m”会被约掉。
但问题是,这两个m本来就代表的是不同的含义。
一个是万有引力定律中的质量。
一个是牛顿第二定律中的质量。
虽然两个都叫质量,但其实是两个完全不同的概念。
在日常生活中,如果想要测量物体的质量,通常是放在秤上。
然后通过称面受到的压力,来测出万有引力。然后再根据重力加度,反推出质量。
这种质量,称之为引力质量,或者重量。
一旦脱离引力,这种方式就不管用了。
所以引力质量是表征物体在引力场中受到引力大小的一个物理量。
而在牛顿第二定律中的质量,又叫做惯性质量。是表征一个物体运动状态改变快慢的物理量。
一个是影响引力大小,一个是影响物体运动快慢。
惯性质量决定任何方向上的力对物体带来的加度,而引力质量,只决定受到的引力大小。
重量恒指向地心。
而加度可以是任何力,在任何方向上的结果。
爱因斯坦也曾说过一句着名的话,特意来区分这两种质量之间的差异——地球以重力吸引石头,而对其惯性质量毫无所知。地球的召唤力与其引力质量有关,而石头所回答的运动,则与其惯性质量有关。
其中的逻辑有些复杂和抽象,再加上越来越多的老师忽略了这个问题,导致在物理的严谨性问题上出现了如此巨大的纰漏。
当然,一定有人会说,为什么一般做物理题的时候一直都是直接把他们约掉了呢?
其实针对这个问题,物理学家们做了无数次实验。
包括牛顿的单摆实验,以及课本上提及,但历史上并未生的比萨斜塔实验,甚至还专门跑去月球,做了铁球和羽毛的自由落体实验,得出的结果是惯性质量精确地等于引力质量……
虽然直到现在,无数科学家也不知道为什么我们的世界是这样的。但它就是这样。
所以绝大多数的物理老师,为了不影响做题,也就不会告诉你这两个质量完全是不同的概念。
而你把他们约去,也仅仅是因为一个数值上的巧合。
如果你曾经也怀疑过这两个质量为什么可以约去,那从某种意义上来说,你已经具备了成为一名优秀物理学家的潜力。
顾知秋为这个题生气,并不是小题大做。
而是这件小事关乎着物理的严谨性。
连高考这样的高水平的试卷,都会出现这样的纰漏,无疑是让人心寒的。
出卷组的疏忽大意,导致的或许就是无数学子对这个世界的错误认知。
当无数学子也得过且过之后,那物理学界的新鲜血液,也将越来越少。
为此,顾知秋特意在写下答案之后,用广义相对论的等效原理,对引力质量等效惯性质量这一观点进行阐述。并且在最后也表达了对出卷团队的期望。
高中阶段的知识可以考察的简单,可以出现悖论,因为高中生的理解在那里,任何一个人对整个世界的认知都是随着时间的推移一步一步进化的。
在很小的时候,认为天圆地方、认为地球是宇宙中心。无关紧要。
但是到初中要告诉他,地球是圆的,它围着太阳在转。
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