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1、第六章万有弓I力定律(三、弓I力常量的测定)教学目标:1. 了解卡文迪许实验装置及其原理。2. 知道引力常量的意义及其数值。3. 加深对万有引力定律的理解。教学重点:引力常量的测定及重要意义。教学难点:卡文迪许用扭秤测量引力常量的原理。教学方法:引导式教学过程:一引入新课牛顿虽然发现了万有引力定律,由于当时实验条件和技术的限制, 没能给出准确的引力常量。显然,如不能定量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,第一次在实验室里比较 准确地测出引力常量。这节课我们就来学习他如何利用扭秤测出非常 小的万有引力的。二
2、 新课教学 (一)引力常量g的测定1. 卡文迪许扭秤装置将课本pl06图6-2制成幻灯片或课件以辅助讲解。2. 扭秤实验的原理两次放大及等效的思想。扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(一次放大),扭转角度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。t形架在两端质量为m的两个小球受到质量为nf的两大球的引力 作用下发生扭转,引力的力矩为fl。同时,金属丝发生扭转而产生 一个相反的力矩,当这两个力的力矩相等时,t形架处于平衡状态, 此时,金属丝扭转的角度可根据小镜从上的反射光在刻度尺上移动的 距离求出,由平衡方程:1为两小球的距离,k为扭转系数可测岀,t为小球与大球的距离。3. g
3、的值卡文迪许利用扭秤多次进行测量,得出引力常量,与现在公认的值 非常接近。(二) 测定引力常量的重要意义1证明了万有引力的存在的普遍性。2. 使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离地球的天 体的质量、密度等。3. 扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大,开创了测量弱力的新时代。三例题分析例1既然两个物体间都存在引力,为什么当两个人接近时他们不 吸在一起?解:由于人的质量相对于地球质量非常小,因此两人靠近时,尽 管距离不大,但他们之间的引力比他们各自与地球的引力要小得多得 多,不足以克服人与地面间的摩擦阻力,因而不能吸在一起。例2己知地球的半径,地面重力加速度,求地球的平均密度。
4、解:设在地球表而上有一质量为m的物体,贝!I,得,而,代入数据得四布置作业阅读材料第一个现代物理实验室19世纪末叶,物理学进入了一个新发展时期,推动物理学发展的 物理实验,同时从经典物理学发展时期以个人为主辅以简单仪器进行 研究的形式,发展到近代物理学研究中集体分工合作并配备高级精密 仪器的形式。这种发展,导致现代物理实验室的出现。最早的现代物理实验室是英国的卡文迪许实验室。不少人以为这个 实验室是著名的英国科学家、引力常数的测定者、确定水的组成并发 现氢气的亨利卡文迪许建造的,其实不是这么回事。当卡文迪许实 验室建成时,亨利卡文迪许离开人间已有半个多世纪了。卡文迪许 实验室是在英国公爵德冯夏
5、尔卡文迪尔的资助下建成的。这位同姓 的公爵是亨利卡文迪许的亲戚。卡文迪许实验室于1872年破土动工,两年后就在剑桥自由学校巷 里建成。说也奇怪,这个物理实验室竟是在一位著名的理论物理学家 麦克斯韦的领导下筹建的,他还是它的第一任主任。为了给实验 室增添仪器,麦克斯韦拿出了自己不多的积蓄。教学目标:1. 了解卡文迪许实验装置及其原理。2. 知道引力常量的意义及其数值。3. 加深对万有引力定律的理解。教学重点:引力常量的测定及重要意义。教学难点:卡文迪许用扭秤测量引力常量的原理。教学方法:引导式教学过程:一引入新课牛顿虽然发现了万有引力定律,由于当时实验条件和技术的限制, 没能给出准确的引力常量。
6、显然,如不能定量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R文迪许巧妙地利用了扭秤装置,第一次在实验室里比较 准确地测出引力常量。这节课我们就来学习他如何利用扭秤测出非常 小的万有引力的。二 新课教学(一)引力常量g的测定1. 卡文迪许扭秤装置将课木pl06图6-2制成幻灯片或课件以辅助讲解。2. 扭秤实验的原理两次放大及等效的思想。扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(一次放大),扭转角度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。t形架在两端质量为m的两个小球受到质量为nf的两大球的引力 作用下发生扭转,引力的力矩为fl。
7、同时,金属丝发生扭转而产生 一个相反的力矩,当这两个力的力矩相等时,t形架处于平衡状态, 此时,金属丝扭转的角度可根据小镜从上的反射光在刻度尺上移动的 距离求出,由平衡方程:1为两小球的距离,k为扭转系数可测出,t为小球与大球的距离。3. g的值卡文迪许利用扭秤多次进行测量,得出引力常量,与现在公认的值 非常接近。(二)测定引力常量的重要意义1证明了万有引力的存在的普遍性。2. 使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离地球的天 体的质量、密度等。3. 扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大,开创了测量弱力的新时代。三例题分析例1既然两个物体间都存在引力,为什么当两个人接近时他们不
8、 吸在一起?解:由于人的质量相对于地球质量非常小,因此两人靠近时,尽 管距离不大,但他们之间的引力比他们各自与地球的引力要小得多得 多,不足以克服人与地而间的摩擦阻力,因而不能吸在一起。例2己知地球的半径,地面重力加速度,求地球的平均密度。解:设在地球表而上有一质量为m的物体,贝!I,得, 而, 代入数据得四布置作业阅读材料第一个现代物理实验室19世纪末叶,物理学进入了一个新发展时期,推动物理学发展的 物理实验,同时从经典物理学发展时期以个人为主辅以简单仪器进行 研究的形式,发展到近代物理学研究中集体分工合作并配备高级精密 仪器的形式。这种发展,导致现代物理实验室的出现。最早的现代物理实验室是
9、英国的卡文迪许实验室。不少人以为这个 实验室是著名的英国科学家、引力常数的测定者、确定水的组成并发 现氢气的亨利卡文迪许建造的,其实不是这么回事。当卡文迪许实 验室建成时,亨利卡文迪许离开人间己有半个多世纪了。卡文迪许 实验室是在英国公爵德冯夏尔卡文迪尔的资助下建成的。这位同姓 的公爵是亨利卡文迪许的亲戚。卡文迪许实验室于1872年破土动工,两年后就在剑桥自由学校巷 里建成。说也奇怪,这个物理实验室竟是在一位著名的理论物理学家 麦克斯韦的领导下筹建的,他还是它的第一任主任。为了给实验 室增添仪器,麦克斯韦拿出了自己不多的积蓄。教学目标:1. 了解卡文迪许实验装置及其原理。2. 知道引力常量的意
10、义及其数值。3. 加深对万有引力定律的理解。教学重点:引力常量的测定及重要意义。教学难点:卡文迪许用扭秤测量引力常量的原理。教学方法:引导式教学过程: 一引入新课牛顿虽然发现了万有引力定律,由于当时实验条件和技术的限制, 没能给出准确的引力常量。显然,如不能定量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,第一次在实验室里比较 准确地测出引力常量。这节课我们就来学习他如何利用扭秤测出非常 小的万有引力的。二 新课教学 (一)引力常量g的测定1. 卡文迪许扭秤装置将课木pl06图6-2制成幻灯片或课件以辅助讲解。2.
11、 扭秤实验的原理两次放大及等效的思想。扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(一次放大),扭转角度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。t形架在两端质量为m的两个小球受到质量为m,的两大球的引力 作用下发生扭转,引力的力矩为fl。同时,金属丝发生扭转而产生 一个相反的力矩,当这两个力的力矩相等时,t形架处于平衡状态, 此时,金属丝扭转的角度可根据小镜从上的反射光在刻度尺上移动的 距离求出,由平衡方程:1为两小球的距离,k为扭转系数可测岀,r为小球与大球的距离。3. g的值卡文迪许利用扭秤多次进行测量,得岀引力常量,与现在公认的值 非常接近。(二)测定引力常量的重要意义1证明了
12、万有引力的存在的普遍性。2. 使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离地球的天 体的质量、密度等。3. 扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大,开创了 测量弱力的新时代。 三例题分析例1既然两个物体间都存在引力,为什么当两个人接近时他们不 吸在一起?解:由于人的质量相对于地球质量非常小,因此两人靠近时,尽 管距离不大,但他们之间的引力比他们各自与地球的引力要小得多得 多,不足以克服人与地而间的摩擦阻力,因而不能吸在一起。例2己知地球的半径,地面重力加速度,求地球的平均密度。解:设在地球表而上有一质量为m的物体,贝!I,得,而,代入数据得四布置作业阅读材料第一个现代物理实验室19世
13、纪末叶,物理学进入了一个新发展时期,推动物理学发展的 物理实验,同时从经典物理学发展时期以个人为主辅以简单仪器进行 研究的形式,发展到近代物理学研究中集体分工合作并配备高级精密 仪器的形式。这种发展,导致现代物理实验室的出现。最早的现代物理实验室是英国的卡文迪许实验室。不少人以为这个 实验室是著名的英国科学家、引力常数的测定者、确定水的组成并发 现氢气的亨利卡文迪许建造的,其实不是这么回事。当卡文迪许实 验室建成时,亨利卡文迪许离开人间己有半个多世纪了。卡文迪许 实验室是在英国公爵德冯夏尔卡文迪尔的资助下建成的。这位同姓 的公爵是亨利卡文迪许的亲戚。卡文迪许实验室于1872年破土动工,两年后就
14、在剑桥自由学校巷 里建成。说也奇怪,这个物理实验室竟是在一位著名的理论物理学家 麦克斯韦的领导下筹建的,他还是它的第一任主任。为了给实验 室增添仪器,麦克斯韦拿出了自己不多的积蓄。教学目标:1. 了解卡文迪许实验装置及其原理。2. 知道引力常量的意义及其数值。3. 加深对万有引力定律的理解。教学重点:引力常量的测定及重要意义。教学难点:卡文迪许用扭秤测量引力常量的原理。教学方法:引导式教学过程: 一引入新课牛顿虽然发现了万有引力定律,由于当时实验条件和技术的限制, 没能给出准确的引力常量。显然,如不能定量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
15、理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置,第一次在实验室里比较 准确地测出引力常量。这节课我们就来学习他如何利用扭秤测出非常 小的万有引力的。二 新课教学 (一)引力常量g的测定1. 卡文迪许扭秤装置将课木pl06图6-2制成幻灯片或课件以辅助讲解。2. 扭秤实验的原理两次放大及等效的思想。扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(一次放大),扭转角度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。t形架在两端质量为m的两个小球受到质量为m,的两大球的引力 作用下发生扭转,引力的力矩为fl。同时,金属丝发生扭转而产生 一个相反的力矩,当这两个力的力矩相等时,t形架处于平衡状态, 此时,金属丝扭转的角度可根据小镜从上的反射光在刻度尺上移动的 距离求出,由平衡方程:1为两小球的距离,k为扭转系数可测岀,t为小球与大球的距离。3. g的值卡文迪许利用扭秤多次进行测量,得出引力常量,与现在公认的值 非常接近。(二)测定引力常量的重要意义1证明了万有引力的存在的普遍性。2. 使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离地球的天 体的质量、密度等。3. 扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大,开创了 测