当发网首页 当发物理教育 力学 电磁学 热学 光学 原子核 实验 典型题解   

    1. 实验过程

  牛顿发现了万有引力定律后,没有给出万有引力恒量G的数值,而用实验测定G的值很不容易,因为一般物体间引力非常小,很难精确测定. 直到1798年,牛顿发现万有引力定律100多年以后,英国的卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里比较精确地测出了万有引力恒量的数值. 实验装置如图2-18,卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架,倒挂在一根石英丝的下端. T形架水平杆的两端,各装一个质量为m的小球,在T形架的竖直杆上装一块小平面镜M,可以将射来的光线反射到一根刻度尺上. 实验时,把两个质量是m′的大球放在图中所示的位置,它们跟小球的距离相等,由于mm′的吸引,石英丝被扭转. 石英丝扭转的角度可以由小镜M的反射光在刻度尺上移动的距离求出,根据扭转角度就可以算出mm'的引力F. 在实验过程中,为了排除气流对测量结果的影响,卡文迪许把扭秤装置放到密闭室内,用室外的望远镜进行观测.

             

  此实验证明了牛顿的万有引力定律是正确的,并且测出了万有引力恒量是
6.754×10-11 N·m2/kg2,与现代公认的G等于6.67×10-11 N·m2/kg2很接近,这个数值等于两个质量各为1 kg的物体,相距1 m时的相互吸引力.

  2. 相关知识

  万有引力定律: 宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力大小跟距它们距离的平方成反比. 表达式为:
  它们的质量乘积成正比,F=
  G=6.67×10-11 N·m2/kg2.
  本定律适用于质点间的作用,质量分布均匀的球体可视为质点,其质量集中在球心.

    难点突破:

    万有引力定律的适用条件: 万有引力定律中的两个物体的距离; 对于相距很远可以看作质点的物体,就是指两个质点间的距离. 对于均匀的球体,就是指两个球心间的距离. 对于人站在地球表面上,既不是相距很远,又不是两个圆球,那么怎么求人和地球间的万有引力呢?解释是这样的: 地球上每一质点对人体的每质点都有万有引力作用,其合力计算很复杂,要经过两次处理: ①均匀球体(把地球视为密度均匀或密度随到中心距离而变)对球外物体的引力相当于把这个球的质量集中于球心对球外物体的引力,这是数学上积分计算得出的. ②数学处理后,放在地心上的质点(质量为地球质量)与人相距几千公里,人的不足2米的高度则可以看成质点,这是物理处理,了解了上述知识后,那么对于放在地球球心的物体所受的地球对它的引力,也不会认为是无穷大了,因为人与地心间距离比较起来,人的高度不可忽略,就不可再用万有引力定律进行计算了.

    例题2-8 一般物体的万有引力很小,所以实验室中很难精确测定,世界上第一位在实验室中较准确测定万有引力恒量的科学家是,该实验的主要思想是使万有引力对T形架的扭转力矩跟石英丝的相平衡,小平面镜的作用是.



高中物理实验
高中力学典型题解
·
·直线运动
·牛顿运动定律
·物体的平衡
·曲线运动
·万有引力定律
·动量
·机械能
·机械振动
·机械波
高中电磁学典型题解
·电场
·恒定电流
·磁场
·电磁感应
·交变电流
·电磁场和电磁波
高中热光原典型题解
·分子热运动 能量守恒
·气体
·光的反射和折射
·光的波动性
·量子论初步
·原子核
基本仪器 游标卡尺 螺旋测微器 天平 弹簧秤 秒表 打点计时器 气压和温度计 滑动变阻器 电阻箱 直流电流表和直流电压表 多用电表 示波器
演示实验 合力的大小与分力夹角的关系 牛顿管实验:空气阻力很小时,物体下落快慢相同 运动和力的关系:伽利略理想斜面实验 平抛运动与自由落体运动 同时落地
万有引力恒量的测定:卡文迪许扭秤实验 机械能守恒定律 简谐运动的图象 布朗运动 做功改变内能 气体压强的微观解释
影响平行板电容器的电容的因素 基本电荷的测定:密立根实验 电流周围有磁场:奥斯特发现电流的磁效应 自感现象 光速的测定:迈克耳逊旋转棱镜法
全反射 光电效应 卢瑟福原子核式结构模型的研究:关于α粒子的散射实验 电子的发现 质子的发现 中子的发现
学生实验 长度的测量 验证力的平行四边形法则 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动 验证牛顿第二定律 研究平抛物体的运动 验证动量守恒定律
验证机械能守恒定律 用单摆测定重力加速度 探索弹力和弹簧伸长的关系 验证玻意耳定律 用油膜法估测分子的大小 用描迹法画出电场中平面上的等势线
描绘小灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率 研究闭合电路欧姆定律 测定电源电动势和内阻 把电流表改装为电压表 练习使用示波器
用多用电表探测黑箱内的电学元件 传感器的简单应用 测定玻璃的折射率 测量凸透镜的焦距 用双缝干涉测光的波长 用卡尺观察光的衍射现象

关于当发 - 广告服务 - 联系方式 - 加入收藏 - 设为首页

Copyright © 2002 - 2019 Dangfa.com All Rights Reserved. 当发物理教育 版权所有 苏ICP备09053366号