高一物理最新教案-常量的测定 精品
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Байду номын сангаас
C.角速度越小
D.
由于太阳不断向外辐射能量，太阳 的质量在不断减少．假定地球的质 量不变，每间隔一年，地球的运动 可看做是一个新的匀速圆周运动， 则( ) A地球的轨道半径在增大 B地球的轨道半径在减小 C地球的线速度在增大 D地球的线速度在减小
分析：令太阳质量为M'地球质量 mM 为m，则有F=G r ,由于太阳的 质量减小，导致地球作圆周运动 的向心力减小，使地球做离心运 动，半径增大，A对、B错；由 GM v= r ，M减小、r增大时，v将减 小，D对、 C错
设地球半径为R，表面重力加速度为 g，对环月卫星，其最小周期满足：
mg 6
=
mR 4
2 2 ) ( T
解得T2=6л• (R/g)
T=л
6R g
=103分>60分
土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的 颗粒是大小不等、线度从1m到10 m的尘埃、 岩石，类似于卫星，它们与土星中心的距离 从7．3×104km延伸到1．4×105km已知环 的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h．引力常量为6．67×10-11N· m2／kg2，则 土星的质量约为(估算时不考虑环中颗粒间的 相互作用)( ) A．9．0×l018kg B．6．4×1023kg C 9．0×1026kg D．6．4×1026kg
3 有一质量为100kg的人造卫星, 在离地面1000km 的高空绕地球 作匀速圆周运动,求: ①卫星所受的向心力 ②卫星的运行速度 ③卫星运行的周期 已知地球的半径为6400km, 地球的质量约为6×1024kg.
例 4 ：把太阳系各行星的运动都 近似看作匀速圆周运动，则离
B、C、D
A.周期越小 B.线速度越小
分析：由万有引力提供向心力得：
2 GMm 4 r m 2 2 T r
4 r 4 3.14 (1.4 10 ) M 2 2 11 6.67 10 14 3600 GT
2 3
2 8 3
=6.4×1026kg
开拓思维新天地
美国科学家利用新型实验装置进行的 测量表明，至少在108微米的尺度上不 存在引力定律异常现象。 牛顿于300多年前确定了万有引力公 式，卡文迪许测定引力常数也有200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。
2
某小报登载：×年×月×日，×国发射 了一颗质量为 100 kg…．．周期为1 h 的人造环月卫星．一位同学记不住引力 常量G的数值且手边没有可查找的资料， 但他记得月球半径约为地球半径的1/4， 月球表面重力加速度约为地球的 1/6 ．经过推理，他认定该报道 是一则 假新闻，试写出他的论证方案．(地球半 径约为6．4×103 km)
1、关于万有引力常量G，下列说法中正 确的是（ AD ） A．在国际单位制中，G在数值上等于两 个质量都是1kg的物体相距1m时的相互 作用力的大小 B．G是一个没有单位的比例常数，它的 数值是人为规定的 C．在不同的星球上，G的数值不一样 D．在不同单位制中，G的数值是不同的
关于引力常量下列说法中正确的是 （ C D） A．引力常量是两个质量为1kg的物体相 距1m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，使人们可以测量 天体的质量
万有引力定律:
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引 力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟 它们的距离的二次方成反比. m1m2 F G 2 r 公式中的G是一个常数，叫万有引力常量.
普遍性 相互性 特殊性 两个质点之间 宏观性
公式适用的条件：
质量分布均匀的球体之间
万有引力常量的测定
一个西瓜、一盘水果可以测量它们的 质量，那么地球的质量又是多少？什 么样的称才能测出地球的质量呢？ 二百年之前，英国物理学家卡文迪许 历时五十余年，终于在牛顿去世一百 余年之后测定了万有引力常量，推算 出了地球地质量，卡文迪许因此被称 为“能称出地球质量的人”。
4 实验原理: 力矩的平衡
实验演示
实验装置示意图的分析： 本实验中的设计思想是等效的思想，并利 用两次放大的方法将微小量放大进行测量．实 验中卡文迪许发现石英丝发生了扭转，从而证 明万有引力的存在．通过多次改变两球的质 量，并进行了两次“放大”，其作用是：尽可 能 的增大了T型架连接两球的长度R，使m、M之 间的万有引力能产生较大的力矩，使的石英丝 有较大的偏转角度．尽可能的增大弧形尺与小 镜间的距离R，使小镜M上的反射光在弧线上 移动的距离s较大．
测量G值的意义：
①证明了万有引力的存在及万有引力定律 的正确性 ②第一次测出来了引力常量使万有引力定律 能进行定量计算,显示出真正的实用价值. ③标志着力学实验精密程度的提高,开创了测 量弱力的新时代 ④ 可测定远离地球的一些天体的质量、平 均密度等．如根据地球表面的重力加速度可 测定地球的质量等．
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108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验.这一实验给寻找引力 定律背离的努力确定了一个新的尺度上限， 即108微米．在用新型装置进行的实验中， 科学家并未发现任何异常现象．科学家希望， 这种新型实验装置经过改进如提高共鸣振荡 频率后，能够在更小的尺度上探究引力的性 质，寻找证明超弦理论的证据.
关于哈雷彗星的预报
他是怎么做的呢?
一、 历史回顾 1686年牛顿发现万有引力定律，但由 于当时实验条件和技术的限制，很难精 确的测量上述比例适中的比例系数。 1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙的 利用了扭秤装置，第一次在实验室里对 两个物体间的引力大小作了精确的测量 和计算．
请注意观察:
1 扭秤的组成
2 扭秤中小平面镜的作用 3 扭秤中的”T”型架的作用
C.角速度越小
D.
由于太阳不断向外辐射能量，太阳 的质量在不断减少．假定地球的质 量不变，每间隔一年，地球的运动 可看做是一个新的匀速圆周运动， 则( ) A地球的轨道半径在增大 B地球的轨道半径在减小 C地球的线速度在增大 D地球的线速度在减小
分析：令太阳质量为M'地球质量 mM 为m，则有F=G r ,由于太阳的 质量减小，导致地球作圆周运动 的向心力减小，使地球做离心运 动，半径增大，A对、B错；由 GM v= r ，M减小、r增大时，v将减 小，D对、 C错
设地球半径为R，表面重力加速度为 g，对环月卫星，其最小周期满足：
mg 6
=
mR 4
2 2 ) ( T
解得T2=6л• (R/g)
T=л
6R g
=103分>60分
土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的 颗粒是大小不等、线度从1m到10 m的尘埃、 岩石，类似于卫星，它们与土星中心的距离 从7．3×104km延伸到1．4×105km已知环 的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h．引力常量为6．67×10-11N· m2／kg2，则 土星的质量约为(估算时不考虑环中颗粒间的 相互作用)( ) A．9．0×l018kg B．6．4×1023kg C 9．0×1026kg D．6．4×1026kg
3 有一质量为100kg的人造卫星, 在离地面1000km 的高空绕地球 作匀速圆周运动,求: ①卫星所受的向心力 ②卫星的运行速度 ③卫星运行的周期 已知地球的半径为6400km, 地球的质量约为6×1024kg.
例 4 ：把太阳系各行星的运动都 近似看作匀速圆周运动，则离
B、C、D
A.周期越小 B.线速度越小
分析：由万有引力提供向心力得：
2 GMm 4 r m 2 2 T r
4 r 4 3.14 (1.4 10 ) M 2 2 11 6.67 10 14 3600 GT
2 3
2 8 3
=6.4×1026kg
开拓思维新天地
美国科学家利用新型实验装置进行的 测量表明，至少在108微米的尺度上不 存在引力定律异常现象。 牛顿于300多年前确定了万有引力公 式，卡文迪许测定引力常数也有200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。
2
某小报登载：×年×月×日，×国发射 了一颗质量为 100 kg…．．周期为1 h 的人造环月卫星．一位同学记不住引力 常量G的数值且手边没有可查找的资料， 但他记得月球半径约为地球半径的1/4， 月球表面重力加速度约为地球的 1/6 ．经过推理，他认定该报道 是一则 假新闻，试写出他的论证方案．(地球半 径约为6．4×103 km)
1、关于万有引力常量G，下列说法中正 确的是（ AD ） A．在国际单位制中，G在数值上等于两 个质量都是1kg的物体相距1m时的相互 作用力的大小 B．G是一个没有单位的比例常数，它的 数值是人为规定的 C．在不同的星球上，G的数值不一样 D．在不同单位制中，G的数值是不同的
关于引力常量下列说法中正确的是 （ C D） A．引力常量是两个质量为1kg的物体相 距1m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，使人们可以测量 天体的质量
万有引力定律:
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引 力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟 它们的距离的二次方成反比. m1m2 F G 2 r 公式中的G是一个常数，叫万有引力常量.
普遍性 相互性 特殊性 两个质点之间 宏观性
公式适用的条件：
质量分布均匀的球体之间
万有引力常量的测定
一个西瓜、一盘水果可以测量它们的 质量，那么地球的质量又是多少？什 么样的称才能测出地球的质量呢？ 二百年之前，英国物理学家卡文迪许 历时五十余年，终于在牛顿去世一百 余年之后测定了万有引力常量，推算 出了地球地质量，卡文迪许因此被称 为“能称出地球质量的人”。
4 实验原理: 力矩的平衡
实验演示
实验装置示意图的分析： 本实验中的设计思想是等效的思想，并利 用两次放大的方法将微小量放大进行测量．实 验中卡文迪许发现石英丝发生了扭转，从而证 明万有引力的存在．通过多次改变两球的质 量，并进行了两次“放大”，其作用是：尽可 能 的增大了T型架连接两球的长度R，使m、M之 间的万有引力能产生较大的力矩，使的石英丝 有较大的偏转角度．尽可能的增大弧形尺与小 镜间的距离R，使小镜M上的反射光在弧线上 移动的距离s较大．
测量G值的意义：
①证明了万有引力的存在及万有引力定律 的正确性 ②第一次测出来了引力常量使万有引力定律 能进行定量计算,显示出真正的实用价值. ③标志着力学实验精密程度的提高,开创了测 量弱力的新时代 ④ 可测定远离地球的一些天体的质量、平 均密度等．如根据地球表面的重力加速度可 测定地球的质量等．
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108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验.这一实验给寻找引力 定律背离的努力确定了一个新的尺度上限， 即108微米．在用新型装置进行的实验中， 科学家并未发现任何异常现象．科学家希望， 这种新型实验装置经过改进如提高共鸣振荡 频率后，能够在更小的尺度上探究引力的性 质，寻找证明超弦理论的证据.
关于哈雷彗星的预报
他是怎么做的呢?
一、 历史回顾 1686年牛顿发现万有引力定律，但由 于当时实验条件和技术的限制，很难精 确的测量上述比例适中的比例系数。 1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙的 利用了扭秤装置，第一次在实验室里对 两个物体间的引力大小作了精确的测量 和计算．
请注意观察:
1 扭秤的组成
2 扭秤中小平面镜的作用 3 扭秤中的”T”型架的作用