2022年三引力常量的测定教案5

1、名师精编 优秀教案第三节 引力常量的测定 本节教材分析这节课的内容是要让同学知道引力常量 G 的值的测出访万有引力定律具有更多的实际意义 .可是一般物体间的引力很小,怎样才能够测出呢？要让同学去体会卡文迪许扭秤的“ 奇妙” 所在 .这节课的重点是卡文迪许扭秤测量引力常量的原理,难点是扭转力矩平稳问题的懂得 .在教学中, 解决重点、难点的同时要渗透对同学的思想训练及“ 测定微小量的思想方法”. 教学目标一、学问目标1.明白卡文迪许试验装置及其原理 .2.知道引力常量的物理意义及其数据值 .通过卡文迪许如何测定微小量的思想方法,培育同学开动脑筋,敏捷运用所学学问解决实际问题的才能 .通过对卡文迪许

2、试验的设计思想的学习,启示同学多动脑筋,培育其发散性思维、制造性思维 . 教学重点卡文迪许扭秤测引力常量的原理 . 教学难点扭转力矩与引力矩平稳问题的懂得 . 教学方法1.对卡文迪许试验的装置和原理采纳直接讲授、介绍方法.2.对金属丝的扭转角度,采纳与微小形变试验的对比 教学用具投影仪、投影片、卡文迪许扭秤模型 . 教学步骤牛顿虽然发觉了万有引力定律 ,却没能给出精确的引力常量 ,使万有引力定律只有其理论意义,而无更多的实际意义 .经过一百多年以后 ,英国的物理学家卡文迪许 ,奇妙地用扭秤装置,在试验室里比较精确地测出了万有引力常量 .这节课我们就来看一下他的试验的神奇何在 .1.明白卡文迪许

3、试验装置及其原理 .2.知道引力常量的物理意义及其数值 .二1.出示卡文迪许扭秤模型,让同学与课本上试验示意图相对比,介绍各部分的结构与名称 .是一根金属丝 是光源M 为倒立的、轻而牢固的 T 型架上的平面镜 M,T 型架的两端各固定一个质量相等的小球 m,m 如图所放位置,与两 m 的距离相等,都为 r.2.同学们仍记得我们显示微小形变的装置吗？假如忘了的同学请翻开课本第 6 页的试验,重新看一看利同学回答：物体表面发生微小形变,就会引起两平面镜微小角度偏移,两平面镜距离仍较远,所以反射名师精编优秀教案.光线两次反射,光点会在刻度尺上有明显移动.这样就可显示出桌面的微小形变来.提问：两个m

4、的两边放 m同学积极回答,m 将要受到 m 的引力作用 .同学回答： T 型架受到力矩作用而转动.并使金属丝发生扭转.同学：不会,由于这个引力太小,扭转角度很小,就会与金属丝扭转力距平稳,T 型架会停下来不动,又一次处于平稳态.提问：平面镜M 在此起什么作用？与微小形变显示试验加以对比,请同学争论一下.抽同学回答： M 转过很小的角度,引起刻度尺上光点移动明显的距离,我们即可知道金属丝发生了扭转评判：大家回答的很好,同学们阅读课本第106 页的第四段,总结一下卡文迪许试验的原理.同学总结回答：T 形架受到力矩作用而转动,使金属丝发生扭转,产生相反的扭转力矩,阻碍T 形架转动.当这两个力矩平稳时

5、,T 形架停下来不动.设金属丝的扭转力矩为M 1,引力矩为M 2,即有 M 1=M 2.金属丝的扭转力矩依据M 1 与扭转角度 有关,而扭转角度 可通过从小镜M 反射的光点在刻度尺上移动的距离求出 .此时 M 1 即为已知 .而 M 2=M 1=F 引lF引=Gm mlr2即可得：GM1r2m ml利用可控变量法多次进行测量,得出万有引力常量G=6.67 10-11Nm 2/kg2.3.他把微小力（根本不行能觉察到）转变成力矩来反映；扭转的微小角度又通过光标的移动来反映,同学们由此可观赏到物理大师们解决问题的神奇手段和特殊的制造性思维.这特别值得我们去学习、去探究.4.1引力常量测出有着特别重

6、要的意义 .用这个试验有力地证明白万有引力的存在,更使得万有引力定律有了真正的有用价值 .卡文迪许被人们誉为“ 能称出地球质量的人”,那同学们想一想并做一做,怎样就能称出地球的质量 .抽同学上设地球的质量为M,地面上某物体的质量为m,重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G.6.0就FGMmmgMgR2R2G2 仍可知道两个1kg 的物体相距1m 所受的万有引力为6.67 10-11N,从这个值可知,一般物体间的万有引力特别小,我们根本感受不到.所以我们争论地面上宏观物体的运动情形,是不考虑万有引力的,即是可以忽视不计的.3一个人的质量为50kg,他在地面上受到的重力是多大？假如地球的半径R

7、=6.4 10 6m,地球质量为 1024kg,运算一下人与G=mg=50 9.8N=490 NFGmM6. 6 71 011.506. 01 0 244. 8 92 1 0N.R26. 46 1 02明显 GF.实际上地球上的物体所受的重力约等于万有引力,重力是万有引力的一个重量1.A.周期越小 B.线速度越小名师精编 优秀教案C.角速度越小 D.2.有一对质量都是 M 的双星, 距离为 r,已知引力恒量为 G.这对双星以相同的角速度绕它们的质心做匀速A.GM 2/8r B.GM 2/4r C.GM 2/2r D.GM 2/r1.BCD 2.B1.卡文迪许在试验室里测量引力常量的装置及原理

8、.2.知道引力常量的测出有着特别重要的意义 .3.知道了卡文迪许扭秤的设计思想 ,应当对我们有较大的启发作用 .1.课本 P107,52.1离地面某一高度h 处的重力加速度是地球表面重力加速度的一半,就高度hA.2 倍B.2 倍C.21倍D.21 2参考答案： 1D 2第三节装置力矩平稳卡文迪许试验测万有引力常量的原理 M 1 r 2Gm m L1 . 使万有引力定律有了真 正的有用价值万有引力常量的物理意 义 2 . 能测出地球的质量3 . 地面上物体所受的重力 其与地球的万有引力1.已知地球的质量是月球的 81 倍,地球的半径是月球的 3.8 倍,同一个人在地球表面受到的重力,是在月球表面

9、受到月球引力的 倍.2.某一星球与地球半径之比为 12,质量之比为 110,假如某人在星球上和地球上跳高,就这个人在星球上和地球上跳起的最大高度之比是 .3.如地球半径为 6370km, 地面的重力加速度为 10m/s 2,取一位有效数字,就引力常量和地球质量的乘积是N m 2/kg.4.一旦万有引力恒量 G 值为已知,打算地球质量的数量级就成为可能,如已知万有引力恒量 G=6.6710-11Nm 2/kg 2.就可知地球质量的数量级是 .18 20 22 24A.10 B.10 C.10 D.105.假如有一星球的密度跟地球的密度相同,又已知它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 2 倍,1 1A. B.2 C.8 D.2 86.两个行星的质量分别为 m1和 m2,绕太阳运行的轨道半径分别是 r1 和 r 2,如它们只受太阳万有引力作名师精编优秀教案7sA.1 1 A.1 B.m2r1/m1r 2 C.m1r 2/m2r 1D.r 2 2/r 127.一行星密度为地球的2 倍,表面重力加速度也是9.8m/s 2,B.1 2 C.21 D.238.已知地球绕太阳公转的轨道半径为1.49 1011m