光学测量问题赏析(高一、高二、高三)

牛顿发现万有引力定律一百年后,卡文迪许利用光的反射规律将扭秤的扭转角度巧妙地“放大”,证明了万有引力定律是正确的,并测出了引力常量.这表明光学知识在“特殊”测量中有着广泛应用,下面举例说明。     

“万有引力定律“的教材分析和教学策略

1　教材分析本章作为圆周运动的一个应用实例 ,是对“第五章　曲线运动”所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深 .从教材编写要求和体系看 ,全章讲述了万有引力定律的发现及其在天体运动中的应用 ,其中万有引力定律的发现、发展过程和该定律的具体运用是本章的重点 .本章教材的编写按这样的线索展开 :开普勒对行星运动学规律的描述为万有引力定律的发现奠定了基础→牛顿在前人研究的基础上发现了万有引力定律→卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量G ,使得万有引力定律有了更实际的应用→利用万有引力及其有关的知识讨论天体…     

著名实验测定基本物理常数

1扭秤装置测引力常数G1798年,即在牛顿发现万有引力100多年以后,英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量.图1如图1所示,卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架,倒挂在一根金属丝的下端.T形架水平部分的两端各装一个质量为m的     

万有引力定律及应用

一、万有引力定律(一)数学表达式为:F=G((m_1m_2)r~2).(二)适用条件:适用于两个质点或均匀球体.其中r为两质点或球心间的距离、G为引力常量(1798年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出,G=6.67×10~(-11)N·m~2/kg~2).     

一幅极易引起误解的插图

高中物理课本必修2(人教版新课标实验教科书)中有一幅极易引起误解的插图.在该书的第71页有如下内容:"牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系,但却无法算出两个天体间万有引力的大小,因为他不知道引力常量 G 的值.一百多年以后,英国物理学家卡文迪许(Henry Cavendish,1731-1810)在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,比较精确地得出了 G的数值."紧接着课本中给出了一幅插图,并配有这样的说     

卡文迪许和库仑,谁动用了谁的智慧

熟悉物理学史的人看到这个标题也许不会感到惊奇,因为卡文迪许的扭秤实验和库仑的扭秤实验太过相似(更不用说万有引力定律与库仑定律那惊人的相似)。卡文迪许是在1789年完成了测量万有引力常量的扭秤实验,而库仑是在1785年,通过扭秤实验建立了静电学中著名的库仑定律。从时间上看,库仑的实验在先,那能不能说是卡文迪许借鉴了库仑的思想呢?一、历史记载1.库仑发明扭秤的背景1777年法国科学院悬赏,征求改良航海指南针中磁针的方法。库仑认为磁针支架在轴上,必然会带来摩擦,要改良     

称量地球的人——卡文迪许的万有引力实验

本文从牛顿的"自然哲学的数学原理"中关于运动三定律和万有引力定律出发,叙述历史上卡文迪许想用实验测得地球的质量的宏伟计划,及其所做的实验。     

万有引力定律复习指南

一、复习的基础知识内容 ㈠开普勒三定律 (万有引力定律 ①内容 ②公式 ③适用范围 ④引力常量的测定--卡文迪许扭称装置、原理、操作. 二、牢固掌握分析天体(卫星)运动的基本思路 把天体(卫星)的运动看成是匀速圆周运动.     

《万有引力定律》检测题(一)

一、选择题 1、下列说法正确的是() A.地球是宇宙的中心,是静止不动的 B.太阳是宇宙的中心,是静止不动的 C.宇宙每时每刻都是运动的,静止是相对的 D.日心说认为太阳是静止不动的,地球和 其他行星都绕太阳转 2、关于引力常量,下列说法正确的是() A.引力常量是两个质量为1掩的物体相距 lm时的相互作用力 B.牛顿发现了万有引力定律时,给出了引 力常量的值 C.引力常量的测出,证明了万有引力的存在 D.引力常量的测定,使人们可以测出天体 的质量 3、下列说法中错误的是() A.第一宇宙速度为7.9kil护s B.第二宇宙速度为11.2kni/s C.地球卫星的…     

万有引力定律精密新实验

美国科学家利用新型实验装置进行的测量表明 ,至少在 10 8微米的尺度上不存在引力定律异常现象 .牛顿于 30 0多年前确定了万有引力公式 ,卡文迪许测定引力常数也有 2 0 0多年历史 .近年来理论物理学的发展使一些科学家认为 ,在非常微小的尺度上 ,引力与距离的平方成反比定律可能不成立 .因此 ,用更精密的实验测量微小尺度上的引力 ,成为非常受关注的研究课题 .美国科罗拉多大学和斯坦福大学的科学家日前说 ,他们设计的新装置使用了一种频率为千赫兹的共鸣振荡技术 ,对相隔 10 8微米的物体之间的引力进行了测量 .这是迄今最精密的引力测量实…     

高中物理最新试题精选

一、选择题：在下列每小题给出的四个答案中。至少有一个是正确的．把正确答案全选出来． 1．卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值，在他的实验装置中，下列哪些措施是为了测量极小的引力而采取的？（ ）     

万有引力定律的发现史新解

在物理教学中常常将万有引力定律的发现简单归功于牛顿,事实上任何物理理论都不是由某位科学家在短时间内发现的,而是在前人不断探索的基础上,从不完善的甚至错误的理论中逐渐发展而来的。本文通过列举万有引力定律发现过程中重要的理论贡献．将万有引力定律的发展史呈现出来,为高中万有引力定律的教学提供一定的资料。     

第一个"称量地球"的卡文迪许

英国人卡文迪许(1731-1810)是有史以来最伟大的实验科学家之一。他在力学、热学、电学、化学等领域都有划时代的贡献。100多年前,卡文迪许就用自己设计的扭秤做实验———后人称为著名的卡文迪许实验,证实了万有引力定律,推算了地球的平均密度是水的密度的5.481倍(现在的数值是5.517),并确定了万有引力常数,计算出了地球的质量。后人称他是第一个“称量地球的人”。令人敬佩的是,当时无法测量电流的强弱,在电学研究中,卡文迪许把自己的身体当作实验仪器,根据手指、腕关节、肘等的部位对电振的麻木感觉来估计电流的强弱,凭着这种奋不顾身的精…     

再谈卡文迪许扭秤实验——原貌与发展

本文通过查找原始文献，更正教材中关于卡文迪许扭秤实验的一些不当表述.该实验的目的并不是测量万有引力常数G,卡文迪许本人从没有得到过该常数，原始实验目的是测量地球密度.实验中没有使用光学放大而是使用了游标装置，并没有使用石英丝而是使用了金属丝.最后本文简单阐述地球密度测量的物理学史，向读者展现扭秤整体设计才是该实验的更精妙之处，而不是常说的光学放大和力矩放大.     

话说卡文迪什实验室

新课程标准高中《物理》必修2（人教版）第7章第3节“万有引力定律”中提到：“一百多年以后，英国物理学家卡文迪许（1731～1810）在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，比较准确地得到了G的数值．”同一页中有照片～张。照片的说明是：“图7．3—1以卡文迪许命名的实验室是世界著名的实验室，坐落在英国剑桥大学．     

万有引力演示仪

1789年,英国科学家亨利·卡文迪许利用扭秤,成功地测量出了引力常量的数值,并由此计算出了地球的质量,后人称他是“第一个称量地球的人”。卡文迪许实验,2002年被美国物理学家评为科学史上“十大最美物理实验”之一。原因是:如此简单的实验,就像一座历史丰碑一样,扫开了人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界崭新的认识。然而,这样一个经典实验,高一物理教材中只简单地介绍了测量原理,却无法让学生亲眼领略,是目前我们中学物理实验教学的空白。对此,我们进行了积极探索,在不断试验中,我们作品的雏形诞生了。1实验装置简介“万有引力演示仪”…     

牛顿是怎样发现万有引力定律的

牛顿(英国,1642～1727)因观察苹果落地引发对万有引力的思考,从而发现万有引力定律的故事早已脍炙人口.这也是大多数中学生所了解的万有引力定律发现的过程.传统的教学模式决定了教科书上所写的只是科学家们从成功走向成功的轨迹以及他们探索所获得的有效成果.事实上,科学的道路并非如此平坦,牛顿发现万有引力定律也并非只是看到苹果落地那样简单,牛顿发现万有引力定律有一个复杂、长     

计算星球密度的两种方法之比较

在学完了万有引力定律后常会出现一些估算星球密度的问题,请看下面两道计算题.例1一艘宇宙飞船飞近某一个行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航员测出飞船的运转周期为T,求该行星的平均密度P.(万有引力常量为G)     

挖掘实验教学资源的途径和方法

由于现代空间技术的飞速发展,"万有引力定律"的应用问题将以天体问题为背景,本文从教材和定律应用两个方面进行探讨,总结了万有引力定律的应用方法,并给出具体示例.     

浅谈万有引力定律常见考查题型特点及解题思路

万有引力定律是物理学中的一个基本定律,它描述了两个物体之间的引力关系.在教学和考试中,对万有引力定律的理解和应用是非常重要的.本文旨在对万有引力定律的常见考查题型进行探讨,并提供解题思路.重点分析三种主要的题型:轨道比较问题、双星问题和卫星变轨问题.对于每一种题型,都将提供具体的解题策略,并通过实例进行说明,帮助学生更有效地理解和解决这些题型.