萬有引常量的測量
教學(xué)目的：1、 知道測量的原理，了解測量裝置的空間特點； 2、 知道引力常量的大小及其普適性； 3、 對學(xué)生進行科學(xué)方法教育和物理思想（等效思想）的滲透； 4、 了解引力常量的意義。 教學(xué)重點：測量原理 教學(xué)難點：了解測量裝置的空間特點 教法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法 教具：投影儀、投影片 教學(xué)過程：一、引入：歷史回顧：1686年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力時，知道了兩物體之間相互吸引，其大小與兩物體的質(zhì)量之積成正比，與兩物體間的距離的二次方成反比，成功地將人間天上的力統(tǒng)一起來了，極大地提高了人類的自信心。但由于當(dāng)時實驗條件和技術(shù)的限制，很難精確地測定上述比例式中的比例系數(shù)。顯然，如不能宣地算出兩物體間的萬有引力的大小，萬有引力定律就沒有什么實際意義。直到1789年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實驗室中對兩個物體間的引力大小作了精確的測量和計算，我們今天就來介紹卡文迪許的扭秤實驗，學(xué)習(xí)他是如何測出非常小的萬有引力的。二、授新： 1、 實驗裝置示意圖（投影課本圖6-2） 2、 實驗中的科學(xué)方法及其物理思想 兩次放大及等效思想實驗時，把兩個質(zhì)量為m' 的大球放在圖中所示的位置，它們與小球的距離均為r 。如果m受到m' 的吸引力氣，此力就會產(chǎn)生力矩。t形架受到力矩作用而轉(zhuǎn)動一個角度，石英絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生一個相反的力矩。當(dāng)兩個引力f對t形架的扭轉(zhuǎn)力矩f×l與石英絲對t形架的扭轉(zhuǎn)力矩相等時，t形架處于平衡狀態(tài)。此時石英絲扭轉(zhuǎn)的角度可根據(jù)小鏡m上的反射光在弧線上移動的距離s 老太婆求出，從而即可求出m與 m'的萬有引力，從而據(jù)萬有引力定律的變形公式求得引力常量的大小。實驗中卡文迪許發(fā)現(xiàn)石英絲果真發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，從而證明萬有引力的存在。通過多次改變兩球的質(zhì)量，并進行了兩次“放大”，其作用是：（1） 盡可能地增大了t形架連接兩球的長度l，使m和m' 之間的萬有引力能產(chǎn)生較大的力矩，使得石英絲有較大的偏轉(zhuǎn)角度。（2） 盡可能地增大弧形尺與小鏡間距離r，使小鏡m上的反射光在弧線上移動的距離s較大。三、鞏固練習(xí)： 1、“固體這所以有固定的形狀，是由于物質(zhì)顆粒間的萬有引力使其結(jié)合在一起”，這種說法對嗎？ 2、 舉例說出我們學(xué)過哪些比例常數(shù)？四、小節(jié)：板書設(shè)計： 1、 數(shù)值：g＝6.67×10-11n·m2/kg22、 原理：3、 意義：a、 證明了萬有引力的存在b、 “開創(chuàng)了測量弱力的新時代c、 使得萬有引力定律有了真正的實用價值教學(xué)效果分析：附閱讀材料：
第一個現(xiàn)代物理實驗室
19世紀(jì)末葉，物理學(xué)進入了一個新發(fā)展時期，推動物理學(xué)發(fā)展的物理實驗，同時從經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展時期以個人為主輔以簡單儀器進行研究的形式，發(fā)展到近代物理學(xué)研究中集體分工合作并配備高級精密儀器的形式。這種發(fā)展，導(dǎo)致現(xiàn)代物理實驗室的出現(xiàn)�！ ∽钤绲默F(xiàn)代物理實驗室是英國的卡文迪許實驗室。不少人以為這個實驗室是著名的英國科學(xué)家、引力常數(shù)的測定者、確定水的組成并發(fā)現(xiàn)氫氣的亨利·卡文迪許建造的，其實不是這么回事。當(dāng)卡文迪許實驗室建成時，亨利·卡文迪許離開人間已有半個多世紀(jì)了�？ㄎ牡显S實驗室是在英國公爵德馮夏爾·卡文迪爾的資助下建成的。這位同姓的公爵是亨利· 卡文迪許的親戚。