新疆乌鲁木齐县第一中学高一物理 二 万有引力常量习题课学案[教学要求]1、卡文迪许实验装置及其原理2、引力常量的意义及其数值3、万有引力与重力及重力加速度的计算[重点难点] 万有引力与重力关系 重力加速度的计算[正文]1
卡文迪许扭秤实验: 卡文迪许的扭秤实验,后世称为卡文迪许实验
他用一根 39 英寸的镀银铜丝吊一 6 英尺木杆,杆的两端各固定一个直径 2 英寸的小铅球,另用两颗直径 12 英寸的固定着的大铅球吸引它们,通过小镜反射的光点在刻度尺上的位置求出转动的角度,再利用扭转力矩跟角度的关系,计算出两个铅球的引力的大小
*因为有了万有引力常量,就可以用来利用重力加速度,来计算地球的质量,所以卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”
[课堂小练习]两个质量为 50kg 的人在相距 1 米时的引力多大
2.引力常量的意义及数值:引力常量的测出,使人们已经知道了 100 多年的万有引力第一次能进行计算,从而使万有引力定律有了真正的实用价值
67×10-11N·m2/kg2万有引力定律中各物理量使用国际单位制中的主单位
3.物体的重力与万有引力的关系:如右图所示,蓝色的物体随地球一起自转,地球对它的引力大小为 F,此力产生了两个效果,一个就是对地球产生压力的重力 G,第二次效果就是提供物体随地球一起转动的向心力 F’
因为这个向心力很小,所以地球对物体的引力 F跟物体的重力 G 大小相差不多,所以一般情况下,人们认为物体的重力等于地球对物体的引力
[问题]地球上的物体在什么地方时,重力和万有引力大小最接近
在什么地方,重力和万有引力大小最相差多
4.如何用重力加速度计算地球质量: 这里有一个粗略计算,就是认为地球对物体的引力等于物体的重力
1G 为万有引力常量,r 为地球半径,g 为地球表面的重力加速度
**要学会这种质量计算的推导
[问题]某天体表面的重力加速度决定