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18 万有引力定律_第2课时

免费读1259字2024-07-22

  老师:同学们好,今天我们的课题是万有引力定律。第二课时继续学习有关万有引力定律的内容,这是我们今天的学习目标与任务。一、理解卡文迪时扭畅的原理。二、理解重力和万有引力的区别与联系。三、能够利用万有引力定律解决简单的问题。上节课我们知道,在牛顿发现万有引力定律100多年以后,卡文迪时用巧妙的装置测出了引力常量,这个装置就叫卡文迪时扭畅。结构。扭畅的主要部分是一个轻而坚固的t型架,倒挂在一根金属丝的下端。t型架水平部分两端各装有一个质量相等的小球,竖直部分装有一小平边镜。实验时把两个质量相等的大球放在如图所示的位置,它们跟小球距离相等。原理,由于小球m受到大球m撇的吸引,t型架受到力矩作用而转动,使金属丝发生扭转,同时金属丝反抗扭转也产生一个例举。

  老师:什么是例举?其实你们在初中学过,只是没有出现这个物理量的名称。初中我们学过杠杆平衡条件,动力乘以动力臂,等于阻力乘以阻力臂,其中粒乘粒b作为一个物理量,就叫粒矩,它的符号是m,我们可以把它写成m等于f乘以l。已知金属丝扭转粒矩跟扭转角度的关系,M1等于k为Theta,其中k为常数。Theta可以从平面镜反射的光点在刻度尺上移动的距离测出。大球m撇儿对小球m引力的例举,M2等于2倍的f乘以1/2l,也就等于fl。平衡时有M1等于M2,且引力f等于大g,m乘以m撇除以r方,RG就是我们要求的引力常数。所以根据金属丝扭转的角度,Theta就可以求出g的数值。

  老师:卡文迪士扭成设计的巧妙之处,将金属丝的微小扭转转换为刻度尺上光点读数的变化。采用t型架增大力臂,使m撇间微小的引力产生较大的力举。是金属丝产生一定角度的扭转。这是一次放大效应,利用反射光线增大光点,移动的弧长光线射到平面镜上,当镜面偏转Theta角时,反射光线偏转2Theta角,光点在刻度尺上移动的弧长s等于2theta乘以r,因此增大平面镜到刻度尺的距离。r,光点在刻度尺上移动的弧长s就会相应的增大。这是二次放大效应,概括为一个转换,两次放大。

  老师:正因为如此,卡文迪士扭称被评为十大最美物理实验之一。卡文迪时利用扭秤测出引力常量,使得万有引力定律有了真正的实用价值。比如利用引力常量和地球表面重力加速度可以计算出地球的质量,因此它也被后人誉为第一个称量地球质量的人。好,下面我们就利用引力常量来计算地球的质量。已知地球半径约为r等于6.4乘以10的3次方千米,引力常量大g等于6.67乘10的-11次方牛平方米,每千克的平方地面附近重力加速度小g等于9.8米,每二次方秒是估算地球的质量。取一位有效数字,在地面附近物体的重力与引力近似相等。设地球质量为大m,地面附近某物体质量为小m,有mg等于g,大m小m除以r方,所以地球质量等于小GR方除以大g。带入数据得到结果,6*10的24次方千克。

  老师:下面我们进行第二个内容,外有引力与重力,请

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