新沂市瓦窑中学 何小孔 编号:第六章万有引力定律第三节 万有引常量的测量教学目的:1、 知道测量的原理,了解测量装置的空间特点;2、 知道引力常量的大小及其普适性;3、 对学生进行科学方法教育和物理思想(等效思想)的渗透;4、 了解引力常量的意义
教学重点:测量原理教学难点:了解测量装置的空间特点教法:启发式综合教学法教具:投影仪、投影片教学过程:一、引入:历史回顾:1686 年牛顿发现万有引力时,知道了两物体之间相互吸引,其大小与两物体的质量之积成正比,与两物体间的距离的二次方成反比,成功地将人间天上的力统一起来了,极大地提高了人类的自信心
但由于当时实验条件和技术的限制,很难精确地测定上述比例式中的比例系数
显然,如不能宣地算出两物体间的万有引力的大小,万有引力定律就没有什么实际意义
直到 1789 年,英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置,第一次在实验室中对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算,我们今天就来介绍卡文迪许的扭秤实验,学习他是如何测出非常小的万有引力的
二、授新:1、 实验装置示意图(投影课本图 6-2)2、 实验中的科学方法及其物理思想两次放大及等效思想实验时,把两个质量为 m' 的大球放在图中所示的位置,它们与小球的距离均为 r
如果 m 受到 m' 的吸引力气,此力就会产生力矩
T 形架受共 3 页 第 1 页 新沂市瓦窑中学 何小孔 编号:到力矩作用而转动一个角度,石英丝发生扭转而产生一个相反的力矩
当两个引力 F 对 T 形架的扭转力矩 F×L 与石英丝对 T 形架的扭转力矩相等时,T 形架处于平衡状态
此时石英丝扭转的角度可根据小镜 M 上的反射光在弧线上移动的距离 s 老太婆求出,从而即可求出 m 与 m'的万有引力,从而据万有引力定律的变形公式求得引力常量的大小
实验中卡文迪许发现石英丝果真发生了扭转