万有引力定律及其万有引力常量的测定.ppt

第五章 万有引力定律及其应用;教学重点：;托 勒 密; 太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。;开普勒提出行星运动三定律;开普勒;开普勒;开普勒;短轴; K=R3/T2 (1024km3/年2）;; 苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。;二、万有引力定律;（3）再次，牛顿用推理的方法，将行星运动的轨迹近似看成是圆; ;二、万有引力定律;F：万有引力 单位：牛顿（N）;万有引力定律－－理　 解;万有引力定律－－重要意义;例题1如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（ ）; ◆ 我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？; ◆ 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？;1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功. 其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功. 直到1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，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，比较准确地测出了引力常量． ;三、引力常量的测量——扭秤实验 （1）实验原理： 科学方法——放大法;（３）卡文迪许扭称实验的意义 ①证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代； ②开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广； ;卡文迪许扭称的测量方法;r;;;第一节 万有引力定律及引力常量的测量 ; 卡文迪许（Henry Cavendish）英国物理学家和化学家。1731年10月10日生于法国尼斯。1749年考入剑桥大学，1753年尚未毕业就去巴黎留学。后回伦敦定居，在他父亲的实验室中做了许多电学和化学方面的研究工作。1760年被选为英国皇家学会会员。1803年当选为法国科学院外国院土。卡文迪许毕生致力于科学研究，从事实验研究达50年之久，性格孤僻，很少与外界来往。卡文迪许的主要贡献有：1781年首先制得氢气，并研究了其性质，用实验证明它燃烧后生成水。他在化学、热学、电学、万有引力等方面进行了许多成功的实验研究，但很少发表，过了一个??纪后，麦克斯韦整理了他的实验论文，并于1879年出版了名为《尊敬的亨利·卡文迪许的电学研究》一书，此后人们才知道卡文迪许做了许多电学实验。在1766年发表了《论人工空气》的论文并获皇家学会科普利奖章。他制出纯氧，并确定了空气中氧、氮的含量，证明水不是元素而是化合物。他被称为“化学中的牛顿”。??? 卡文迪许的重大贡献之一是1798年完成了测量万有引力的扭秤实验，后世称为卡文迪许实验。他改进了英国机械师米歇尔（John Michell，1724～1793）设计的扭秤，在其悬线系统上附加小平面镜，利用望远镜在室外远距离操纵和测量，防止了空气的扰动（当时还没有真空设备）。他用一根39英寸的镀银铜丝吊一6英尺木杆，杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球，另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们，测出铅球间引力引起的摆动周期，由此计算出两个铅球的引力，由计算得到的引力再推算出地球的质量和密度。 ?? 卡文迪许一生在自己的实验室中工作，被称为“最富有的学者，最有学问的富翁”。卡文迪许于1810年2月24日去世。;开普勒(1571－1630);三、万有引力的应用;A; ;三、测量天体质量;思考题;作业：;R