fj引力常量的測(cè)定

1、【高一物理教案6-3】 引力常量的測(cè)定一教學(xué)目標(biāo)：1 了解卡文迪許實(shí)驗(yàn)裝置及其原理。2 知道引力常量的意義及其數(shù)值。3 加深對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解。二教學(xué)重點(diǎn)：引力常量的測(cè)定及重要意義。三教學(xué)難點(diǎn)：卡文迪許用扭秤測(cè)量引力常量的原理。四教學(xué)方法：引導(dǎo)式五教學(xué)過(guò)程：（一）引入新課牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)的限制，沒(méi)能給出準(zhǔn)確的引力常量。顯然，如不能定量地算出兩物體間的萬(wàn)有引力的大小，萬(wàn)有引力定律就沒(méi)有什么實(shí)際意義。直到1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測(cè)出引力常量。這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)他如何利用扭秤測(cè)出非常小的萬(wàn)有引力的。（二）進(jìn)行

2、新課1、 引力常量G的測(cè)定（1）卡文迪許扭秤裝置將課本P106圖62制成幻燈片或課件以輔助講解。（2）扭秤實(shí)驗(yàn)的原理兩次放大及等效的思想。扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來(lái)反映（一次放大），扭轉(zhuǎn)角度通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映（二次放大），從而確定物體間的萬(wàn)有引力。T形架在兩端質(zhì)量為m的兩個(gè)小球受到質(zhì)量為m的兩大球的引力作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)，引力的力矩為FL。同時(shí)，金屬絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生一個(gè)相反的力矩，當(dāng)這兩個(gè)力的力矩相等時(shí)，T形架處于平衡狀態(tài)，此時(shí)，金屬絲扭轉(zhuǎn)的角度可根據(jù)小鏡從上的反射光在刻度尺上移動(dòng)的距離求出，由平衡方程： L為兩小球的距離，k為扭轉(zhuǎn)系數(shù)可測(cè)出，r為小球與大球的距離。（3）G的值卡文迪許利用扭秤多次進(jìn)行測(cè)量，得出引力常量，與現(xiàn)在公認(rèn)的值非常接近。2、 測(cè)定引力常量的重要意義（1）證明了萬(wàn)有引力的存在的普遍性。（2）使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的天體的質(zhì)量、密度等。（3）扭秤實(shí)驗(yàn)巧妙地利用等效法合理地將微小量進(jìn)行放大，開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代。（三）例題分析【例題1】既然兩個(gè)物體間都存在引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)他們不吸在一起？解：由于人的質(zhì)量相對(duì)于地球質(zhì)量非常小，因此兩人靠近時(shí)，盡管距離不大，但他們之間的引力比他們各自與地球的引力要小得多得多，不足以克服人與地面間的摩擦阻力，因而不能吸在一起?！纠}2】已知地球的半徑，地面重力加速度，求地球的平均密度