引力常量的测定 一、素质教育目标 （一）知识教学点 1．了解卡文迪许实验装置及其原理 2．知道引力常量的物理意义及其数值 （二）能力训练点 通过学习卡文迪许如何测定微小量的思想方法，培养学生灵活运用所学的知识解决实际问题的能力． （三）德育渗透点 由卡文迪许扭秤的设计思想的学习，培养学生创造性思维习惯． （四）美育渗透点 通过对卡文迪许扭杆装置的介绍使学生对科学的巧妙设计产生由衷的赞叹． 二、学法引导 利用直观教学，介绍实验装置及原理，重在突出培养学生的创造性思维． 三、重点·难点·疑点及解决办法 1．重点 卡文迪许扭秤测量引力常量的原理 2．难点 扭转力矩和引力矩平衡问题的理解 3．疑点 测定引力常量实验时，周边物体对小球的引力影响怎样消除？ 4．解决办法 通过举例，加深对引力常量的理解 四、课时安排 1 课时 五、教具学具准备 卡文迪许扭秤模型 六、师生互动活动设计 1．教师介绍实验装置的构成及实验的原理． 2．学生通过观察，然后进行讨论． 七、教学步骤 （一）明确目标 （略） （二）整体感知 本节的教学是围绕着如何测定万有引力常量而展开的．由于一般物体间的万有引力很小，卡文迪许是如何用力矩来反映引力的（一次放大），又是如何用光标移动显示扭转角度的（二次放大）来反映卡文迪许扭秤的“巧妙”所在． 万有引力常量的测定，使万有引力定律可以定量计算物体间的引力大小．同时，卡文迪许扭秤的设计思想对学生有较大的启迪作用． （三）重点、难点的学习与目标完成过程 1．卡文迪许扭秤的设计思想 上一节课我们学习了牛顿发现的万有引力定律 F＝G221rmm 但牛顿却没有能够用实验证明和测定：（1）一般物体间确实存在着万有引力．（2）引力常量 G 的数值．为此人们试图测定出引力常量 G 的确切数值．但因为一般物体间的万有引力非常小，很难用实验的方法将它显示出来并加以测定．所以牛顿发现万有引力定律一百多年，引力常量都未能测定． 后来，英国物理学家卡文迪许，巧妙地利用扭秤装置测定了卡文迪许常量 G． 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），扭转角度又通过光标的移动来反映（二次放大）．从而确定物体间的万有引力． 根据力的平衡可知，金属丝的扭转力矩1M ，和万有引力力矩2M 平衡，其中金属丝的扭转力矩与扭转角度成正比．即1M ＝kθ，万有引力力矩2M 为力偶矩，2M ＝F·L，根据1M ＝2M 得出： F＝ lk·θ 其中...
