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    物理公開課教案

    時間:2024-07-22 12:58:27 物理教案 我要投稿
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    物理公開課教案

      作為一位兢兢業(yè)業(yè)的人民教師,時常需要編寫教案,借助教案可以提高教學(xué)質(zhì)量,收到預(yù)期的教學(xué)效果。那么大家知道正規(guī)的教案是怎么寫的嗎?以下是小編收集整理的物理公開課教案,希望對大家有所幫助。

    物理公開課教案

    物理公開課教案1

      教學(xué)目標:

      1、知識與技能目標:

      (1)知道溫度表示物體的冷熱程度,知道攝氏溫度的規(guī)定。

      (2)了解液體溫度計的工作原理,會使用溫度計測量溫度。

      (3)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和自學(xué)能力。

      2、過程與方法目標:

      (1)培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析、提出問題的能力。

      (2)初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力。

      3、情感態(tài)度和價值觀目標:

      (1)培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度及相互協(xié)作、友好相處的健康心態(tài)。(2)培養(yǎng)學(xué)生愛護環(huán)境的意識。

      (說明:教學(xué)目標的設(shè)置充分體現(xiàn)了《物理課程標準》的概念。在本節(jié)教學(xué)中,不僅要讓學(xué)生了解溫度計的原理和構(gòu)造,掌握溫度計的'正確使用等基本知識和技能,更為重要的是這節(jié)課以以上知識為載體來培養(yǎng)學(xué)生樂于探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度及相互協(xié)作、友好相處的健康心理,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。)

      教學(xué)重點:

      1、以自制演示溫度計為器材,通過學(xué)生觀察、分析、創(chuàng)造,自己得出液體溫度計的原理和構(gòu)造。

      2、通過學(xué)生自己動手實驗,閱讀教材,相互討論,總結(jié)出如何正確使用溫度計。

      教學(xué)難點:

      教學(xué)過程中如何逐步培養(yǎng)起后進生自主性學(xué)習(xí)的意識。

      (說明:教學(xué)重點、難點的確立重在培養(yǎng)學(xué)生動手、自學(xué)、觀察、分析、創(chuàng)造的能力,及在學(xué)習(xí)中相互協(xié)作、主動參與學(xué)習(xí)的意識。)

      教學(xué)方法:觀察實驗,自學(xué)討論,探究學(xué)習(xí)。

      教學(xué)過程:

      一、引入

      1、出示幻燈片,學(xué)生觀察圖片

      學(xué)生觀察后說說感受,引入課題《溫度》

      二、新授

      第一節(jié)溫度

      2、學(xué)生實驗一

      學(xué)生用手觸摸熱水杯和冷水杯,并說出自己的感覺。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出溫度的概念:物理學(xué)中把物體的冷熱程度叫做溫度。(冷的物體溫度低、熱的物體溫度高)

      再讓少數(shù)同學(xué)觸摸兩杯水。

      老師:憑感覺判斷溫度準確嗎?要想準確的知道物體的溫度應(yīng)該怎么辦?

      (一):溫度計原理及構(gòu)造

      老師:你們知道的有哪些溫度計?它的構(gòu)造是什么?

      (說明:培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、提出問題的能力。)

      學(xué)生分組討論,提出問題。

      (說明:老師板書學(xué)生提出的本節(jié)課重點解決的問題;對積極提出問題的學(xué)生給予表揚,某些學(xué)生可能提出與本節(jié)內(nèi)容不太相符的問題,老師不要置之不理,要給予合理的解釋,不要挫傷學(xué)生愛思考、愛發(fā)言的積極性

      1、老師演示自制溫度計。

      老師:當把這個裝置放進盛有熱水的燒杯里,同學(xué)們猜想一下,可能會發(fā)生什么現(xiàn)象?

      學(xué)生討論、回答。老師把裝置放到盛有熱水的燒杯里,學(xué)生觀察。

      老師:現(xiàn)在把此裝置從熱水中取出,放進盛有冷水的燒杯中,又會發(fā)生什么現(xiàn)象?學(xué)生猜想后回答。

      老師把裝置從熱水中取出,放入盛有冷水的燒杯中。學(xué)生觀察現(xiàn)象。

      老師:這種現(xiàn)象叫做什么?學(xué)生:熱脹冷縮。

      老師:根據(jù)液體的熱脹冷縮原理能否制作一個測溫裝置?這個裝置叫做什么?

      學(xué)生:溫度計

      老師:現(xiàn)在誰能說出液體溫度計的測量原理?

      老師手舉自制溫度計。

      老師:能否用此裝置測量液體的溫度?你認為它有哪些缺陷?

      (說明:此問題的設(shè)計主要是通過學(xué)生觀察,把學(xué)生的情感因素,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。)

      老師拿出演示溫度計

      老師:這支溫度計經(jīng)過改造,已經(jīng)很完美。現(xiàn)在大家看看這只溫度計,你們滿意嗎?

      老師:誰能描述一下這支溫度計的構(gòu)造?

      (二)、攝氏溫度

      1、攝氏溫度的規(guī)定

      學(xué)生閱讀課本P69并討論:攝氏度、100攝氏度、1攝氏度是如何規(guī)定的。

      2、攝氏溫度的讀寫:出示天氣預(yù)報稿,請學(xué)生扮演播音員播報天氣預(yù)報,誰愿意?

      寧夏20xx年1月26日天氣預(yù)報

      觀眾朋友們,大家好! 寧夏地區(qū)今天夜間到明天白天晴轉(zhuǎn)多云,北風(fēng)34級,氣溫—15℃到2℃、明天夜間到后天白天多云。近期氣溫較低,請觀眾朋友們注意防寒保暖。

      (學(xué)生閱讀,及時鼓勵,糾正其中的誤讀,培養(yǎng)學(xué)生的自信心)

      3、認識溫度計計的構(gòu)造,介紹溫度計上的量程和分度值。

      (三)、溫度計的使用

      老師:使用溫度計之前應(yīng)該做到哪些事項?

      學(xué)生閱讀課本P49“溫度計的使用”,并作反饋。

      老師:使用溫度計常出現(xiàn)哪些錯誤?如何正確使用溫度計?學(xué)生閱讀P49使用溫度計的幾個要點,并測量水的溫度,小組展示

      (說明:學(xué)生通過親自動手實踐、自學(xué)、討論,展示,總結(jié)出如何正確使用溫度計,印象深刻,同時提高了自學(xué)能力和分析問題的能力。)

      教師簡單小結(jié)如何正確使用溫度計:

      (四)、體溫計

      1、老師出示體溫計,學(xué)生觀察,認識體溫計的構(gòu)造,特別是縮口的作用,量程老師:同學(xué)們在哪里見過體溫計,醫(yī)生在使用之前是怎么做的?學(xué)生:在醫(yī)院見過,醫(yī)生使用之前要甩幾下

      老師:生病正常,同學(xué)們要加強鍛煉,盡量少去醫(yī)院。

      (說明:提醒學(xué)生加強鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生愛護自己身體的意識)

      學(xué)生閱讀P69“體溫計”知識小結(jié):學(xué)生自結(jié)。

      (五)、小結(jié)

    物理公開課教案2

      一、引言

      在高中物理學(xué)的學(xué)習(xí)中,光學(xué)是其中一個重要的分支。理解光學(xué)的基本概念和原理對于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。本文將提供一份物理光學(xué)公開課教案,旨在幫助高中教師在教學(xué)過程中系統(tǒng)地組織和展示光學(xué)知識,引導(dǎo)學(xué)生深入理解光學(xué)原理。

      二、教學(xué)目標

      1、了解光學(xué)的基本概念,如光線、入射角和折射角等。

      2、掌握光的直線傳播和折射、反射現(xiàn)象的原理,并能應(yīng)用到日常生活和實際問題中。

      3、理解光的色散、光的干涉和衍射現(xiàn)象,并能運用相關(guān)原理解釋實驗結(jié)果。

      4、培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗和推理的能力,培養(yǎng)科學(xué)探究和解決問題的能力。

      三、教學(xué)內(nèi)容

      1、光的直線傳播與折射

      a、光線的定義和性質(zhì)

      b、光的直線傳播

      c、光的折射現(xiàn)象及折射定律

      d、折射率的概念和計算方法

      2、光的'反射

      a、光的反射現(xiàn)象

      b、鏡面反射和其特點

      c、光的反射定律及其應(yīng)用

      d、光的干涉和衍射

      3、光的色散

      a、光的色散現(xiàn)象

      b、白光的組成

      c、色散棱鏡的原理和應(yīng)用

      4、光的干涉

      a、光的干涉現(xiàn)象

      b、干涉的條件和類型

      c、干涉實驗的設(shè)計和解釋

      5、光的衍射

      a、光的衍射現(xiàn)象

      b、衍射的條件和類型

      c、衍射實驗的設(shè)計和解釋

      四、教學(xué)方法與手段

      1、探究式學(xué)習(xí)法

      通過設(shè)計實驗和觀察實驗現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)光學(xué)現(xiàn)象,并在實驗基礎(chǔ)上理解光學(xué)原理。

      2、多媒體課件

      使用光學(xué)相關(guān)的圖片、動畫和實驗視頻等多媒體資源,將抽象的概念和過程可視化,提高學(xué)生對光學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣。

      3、課堂討論

      引導(dǎo)學(xué)生提出問題,展開思維碰撞,通過學(xué)生之間的交流和合作,共同解決問題,并深入理解光學(xué)的原理和應(yīng)用。

      4、實驗演示

      安排適當?shù)膶嶒炑菔荆寣W(xué)生親身體驗光學(xué)現(xiàn)象,加深對光學(xué)的認識,培養(yǎng)探究和實驗?zāi)芰Α?/p>

      五、教學(xué)過程

      本公開課的教學(xué)過程分為以下幾個環(huán)節(jié):

      1、開場導(dǎo)入

      通過展示一段關(guān)于光學(xué)的有趣視頻,激發(fā)學(xué)生的興趣,引入光學(xué)的基本概念和知識。

      2、概念講解

      以多媒體課件為輔助,詳細講解光的直線傳播、折射、反射、干涉和衍射等基本概念和原理,并進行示意圖解釋。

      3、實驗演示

      安排相應(yīng)的實驗演示,讓學(xué)生觀察和分析實驗現(xiàn)象,引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)光學(xué)現(xiàn)象,并從實驗中理解相關(guān)原理和定律。

      4、討論與互動

      提出一些問題,組織學(xué)生進行小組討論,鼓勵他們主動思考和探索,通過合作解決問題,加深對光學(xué)概念的理解和應(yīng)用。

      5、拓展應(yīng)用

      引導(dǎo)學(xué)生將光學(xué)原理和現(xiàn)象應(yīng)用到實際生活中,例如光學(xué)儀器的原理、太陽能的利用等,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

      六、教學(xué)評價

      1、在課堂中設(shè)置一定數(shù)量的課堂小測驗,檢測學(xué)生對知識的掌握程度。

      2、鼓勵學(xué)生主動參與課堂互動和討論,評價學(xué)生的表現(xiàn)和思維能力。

      3、組織學(xué)生進行小組作業(yè),評價學(xué)生的合作能力和團隊精神。

      4、根據(jù)實驗結(jié)果和作業(yè)表現(xiàn),評價學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力。

      七、教學(xué)資源

      1、多媒體課件

      2、實驗器材及材料

      3、視頻資源

      4、 參考教材和輔助讀物

      八、教學(xué)總結(jié)

      通過本次物理光學(xué)公開課教學(xué),學(xué)生將對光學(xué)的基本概念和原理有一個全面的了解,并能夠運用所學(xué)知識解釋和分析實際問題。同時,本教案的教學(xué)設(shè)計也通過多媒體、實驗和討論等多種形式,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實踐能力,促進了學(xué)生的全面發(fā)展。希望本教案對于高中物理光學(xué)教學(xué)的改進和開展有所幫助。

    物理公開課教案3

      要點一 處理帶電粒子在電場中運動的兩類基本思維程序

      1.求解帶電體在電場中平衡問題的一般思維程序

      這里說的“平衡”,即指帶電體加速度為零的靜止或勻速直線運動狀態(tài),仍屬“靜力學(xué)”范疇,只是帶電體受的外力中多一靜電力而已.

      解題的一般思維程序為:

      (1)明確研究對象.

      (2)將研究對象隔離開來,分析其所受全部外力,其中的靜電力要根據(jù)電荷正、負和電場的方向來判定.

      (3)根據(jù)平衡條件( F=0)列出方程,求出結(jié)果.

      2.用能量觀點處理帶電體在電場中的運動

      對于受變力作用的帶電體的運動,必須借助于能量觀點處理.即使都是恒力作用的問題,用能量觀點處理也顯得簡潔.具體方法常有兩種:

      (1)用動能定理處理的思維程序一般為:

      ①弄清研究對象,明確所研究的物理過程.

      ②分析物體在所研究過程中的受力情況,弄清哪些力做功,做正功還是負功.

      ③弄清所研究過程的始、末狀態(tài)(主要指動能).

      ④根據(jù)W=ΔEk列出方程求解.

      (2)用包括電勢能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理,列式的方法常有兩種:

      ①從初、末狀態(tài)的能量相等(即E1=E2)列方程.

      ②從某些能量的減少等于另一些能量的增加(即ΔE=ΔE′)列方程.

      要點二 在帶電粒子的加速或偏轉(zhuǎn)問題中對粒子重力的處理

      若所討論的問題中,帶電粒子受到的重力遠遠小于靜電力,即mgqE,則可忽略重力的影響.譬如,一電子在電場強度為4。0×103 V/m的電場中,它所受到的靜電力F=eE=6。4×10-16 N,它所受的重力G=mg=9。0×10-30 N(g取10 N/kg),F(xiàn)G=7。1×1013。可見,重力在此問題中的影響微不足道,應(yīng)該略去不計.此時若考慮了重力,反而會給問題的解決帶來不必要的麻煩,要指出的是,忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量.

      反之,若是帶電粒子所受的重力跟靜電力可以比擬,譬如,在密立根油滴實驗中,帶電油滴在電場中平衡,顯然這時就必須考慮重力了.若再忽略重力,油滴平衡的依據(jù)就不存在了.

      總之,是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定,一般說來:

      (1)基本粒子:如電子、原子、α粒子、離子等除了有說明或有明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量).

      (2)帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或有明確的暗示以外,一般都不能忽略重力.

      要點三 由類平拋運動規(guī)律研究帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

      帶電粒子以速度v0垂直于電場線的方向射入勻強電場,受到恒定的與初速度方向垂直的靜電力的作用,而做勻變速曲線運動,也稱為類平拋運動.可以應(yīng)用運動的合成與分解的方法分析這種運動.

      1.分析方法

      vx=v0 x=v0t(初速度方向)vy=at y=12at2(電場線方向)

      圖1-9-2

      如圖1-9-2所示,其中t=lv0,a=Fm=qEm=qUmd

      則粒子離開電場時的側(cè)移位移為:y=ql2U2mv20d

      粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角

      tan θ=vyv0=qlUmv20d

      2.對粒子偏轉(zhuǎn)角的討論

      粒子射出電場時速度的反向延長線與電場中線相交于O點,O點與電場邊緣的距離為l′,則:tan θ=y(tǒng)l′

      則l′=y(tǒng)tan θ=ql2U2mv20dqlUmv20d=l2 即tan θ=2yl

      示波器是怎樣實現(xiàn)電信號觀察功能的?

      1.示波器是用來觀察電信號隨時間變化情況的儀器,其核心部件是示波管.

      2.示波管的構(gòu)造:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏.

      3.工作原理(如圖1-9-3所示)

      利用帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)的運動規(guī)律.

      圖1-9-3

      4.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′之間都沒有加電壓,則電子槍射出的電子沿直線運動,打在熒光屏中心,在那里產(chǎn)生一個亮斑.

      5.信號電壓:YY′所加的待測信號的電壓.

      掃描電壓:XX′上機器自身的鋸齒形電壓.

      若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同,就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的圖象.

      6.若只在YY′之間加上如圖1-9-4甲所示電壓,電子在熒光屏上將形成一條豎直亮線,若再在XX′之間加上圖乙所示電壓,則在屏上將看到一條正弦曲線.

      圖1-9-4

      一、帶電粒子的加速

      【例1】 如圖1-9-5所示,

      圖1-9-5

      在點電荷+Q的電場中有A、B兩點,將質(zhì)子和α粒子分別從A點由靜止釋放,到達B點時,它們的速度大小之比為多少?

      答案 21

      解析 質(zhì)子和α粒子都是正離子,從A點釋放將受靜電力作用加速運動到B點,設(shè)A、B兩點間的電勢差為U,由動能定理有:

      對質(zhì)子:12mHv2H=qHU

      對α粒子:12mαv2α=qαU

      所以vHvα= qHmαqαmH= 1×42×1=2

      二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

      【例2】 試證明:帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場沿中線射出時,

      圖1-9-6

      其速度v的反向延長線過水平位移的中點(即粒子好像從極板間l2處沿直線射出,如圖1-9-6所示,x=l2).

      證明 帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏移量y=12at2=12qUdm(lv0)2,作粒子速度的反向延長線,設(shè)交于O點,O點與電場邊緣的距離為x,則x=y(tǒng)tan θ=qUl22dmv20qUlmv20d=l2

      所以帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場沿中線射出時,其速度v的反向延長線過水平位移的中點。

      1。一束質(zhì)量為m、

      圖1-9-7

      電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進入勻強電場,如圖1-9-7所示.如果兩極板間電壓為U,兩極板間的.距離為d、板長為L。設(shè)粒子束不會擊中極板,則粒子從進入電場到飛出電場時電勢能的變化量為________.(粒子的重力忽略不計)

      答案 q2U2L22md2v20

      解析 帶電粒子在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,靜電力做功導(dǎo)致了電勢能的改變.

      水平方向勻速,則運動時間t=Lv0①

      豎直方向加速,則偏移量y=12at2②

      且a=qUdm③

      由①②③得y=qUL22dmv20

      則靜電力做功W=qEy=qUd qUL22dmv20=q2U2L22md2v20

      由功能原理得電勢能減少了q2U2L22md2v20。

      2.平行金屬板間的電場是勻強電場,如果已知兩極板間電壓為U,你能利用牛頓定律求解一質(zhì)量為m,所帶電荷量為q的帶電粒子從一極板到達另一極板時的速度嗎?

      答案 2qUm

      解析 設(shè)板間距離為d,則場強E=Ud

      粒子受到的靜電力F=qE=qUd

      粒子運動的加速度:a=Fm=qUmd

      由運動學(xué)方程得:v2=2ad=2qUmdd

      解得v= 2qUm

      3.如圖1-9-8所示,

      圖1-9-8

      長為l,傾角為θ的光滑絕緣斜面處于水平向右的勻強電場中,一電荷量為+q,質(zhì)量為m的小球,以初速度v0從斜面底端A點開始沿斜面上滑,當達到斜面頂端的B點時,速度仍為v0,求電場強度E。

      答案 mgqtan θ

      解析 由于帶電小球處于電場中,其上升過程中重力、靜電力均做功,初、末狀態(tài)的動能不變,二力做功之和為零,重力做負功,靜電力做正功.

      WG+W電=0

      -mglsin θ+qElcos θ=0

      E=mgqtan θ

      4.一束電子流在經(jīng)U=5 000 V

      圖1-9-9

      的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖1-9-9所示.若兩板間距離d=1。0 cm,板長l=5。0 cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最大能加多大電壓?

      答案 400 V

      解析 在加速電壓一定時,偏轉(zhuǎn)電壓U′越大,電子在極板間的偏移的距離就越大,當偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出時,兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓即為題目要求的最大電壓.

      加速過程中,由動能定理得

      eU=12mv20①

      進入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于板面的方向上做勻速直線運動

      l=v0t②

      在垂直于板面的方向做勻加速直線運動,加速度a=Fm=eU′dm③

      偏移的距離y=12at2④

      能飛出的條件y≤d2⑤

      解①~⑤式得

      U′≤2Ud2l2=2×5 000×(1。0×10-2)2(5。0×10-2)2 V

      =4。0×102 V

      即要使電子能飛出,兩極板間所加電壓最大為400 V。

      題型一 帶電粒子在電場中的加速

      如圖1(a)所示,兩個平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖(b)所示的電壓.t=0時,Q板比P板電勢高5 V,此時在兩板的正中央M點放一個電子,速度為零,電子在靜電力作用下運動,使得電子的位置和速度隨時間變化.假設(shè)電子始終未與兩板相碰.在0

      圖1

      A.0

      B.2×10-10 s

      C.4×10-10 s

      D.6×10-10 s

      思維步步高t=0時,電子向哪個極板運動?接下來電子做什么性質(zhì)的運動?運動過程和電場的周期性有什么關(guān)系?速度向左且減小時滿足的條件是什么?

      解析 0~T4,電子向右做加速運動;T4~T2過程中電子向右減速運動,T2~3T4過程中電子向左加速,3T4~T過程中電子向左減速,滿足條件.

      答案 D

      拓展探究如圖2所示,

      圖2

      水平面絕緣且光滑,彈簧左端固定,右端連一輕質(zhì)絕緣擋板,空間存在著水平方向的勻強電場,一帶電小球在靜電力和擋板壓力作用下靜止.若突然將電場反向,則小球加速度的大小隨位移x變化的關(guān)系圖象可能是下圖中的( )

      答案 A

      解析 注意題目中考查的是加速度隨位移變化的圖象,而不是隨速度變化的圖象,彈簧的彈力和位移成正比.

      帶電粒子在電場中加速運動,受到的力是在力學(xué)受力分析基礎(chǔ)上加上靜電力,常見的直線運動有以下幾種情況:①粒子在電場中只受靜電力,帶電粒子在電場中做勻加速或者勻減速直線運動.②粒子受到靜電力、重力以及其它力的作用,在桿、地面等外界的約束下做直線運動.③粒子同時受到重力和靜電力,重力和靜電力合力的方向在一條直線上,粒子做變速直線運動.④粒子在非勻強電場中做直線運動,加速度可能發(fā)生變化。

      題型二 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

      如圖3所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖.在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強大小均為E的勻強電場Ⅰ和Ⅱ,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計電子所受重力).

      圖3

      (1)在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子,求電子離開ABCD區(qū)域的位置.

      (2)在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)適當位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點的位置.

      思維步步高電子在區(qū)域Ⅰ中做什么運動?離開區(qū)域Ⅰ時的速度由什么決定?在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域之間電子做什么運動?它的寬度對電子進入?yún)^(qū)域Ⅱ有無影響?電子進入?yún)^(qū)域Ⅱ做什么運動 ?偏轉(zhuǎn)距離與哪些物理量有關(guān)?

      解析 (1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,電子在電場Ⅰ中做勻加速直線運動,出區(qū)域Ⅰ時的速度為v0,此后在電場Ⅱ中做類平拋運動,假設(shè)電子從CD邊射出,出射點縱坐標為y,有

      eEL=12mv20

      L2-y=12at2=12eEmLv02

      解得y=14L,所以原假設(shè)成立,即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標為(-2L,14L)

      (2)設(shè)釋放點在電場區(qū)域Ⅰ中,其坐標為(x,y),在電場Ⅰ中電子被加速到v1,然后進入電場Ⅱ做類平拋運動,并從D點離開,有:eEx=12mv21

      y=12at2=12eEmLv12

      解得xy=L24

      所以電子在電場Ⅰ中的位置如果滿足橫縱坐標的乘積等于L24,滿足條件.

      答案 (1)(-2L,14L) (2)電子在電場Ⅰ區(qū)域中的位置如果滿足橫縱坐標的乘積等于L24,即可滿足條件.

      拓展探究一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出,在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi),存在著若干個如圖4所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強電場區(qū),兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等,電場區(qū)水平方向無限長,已知每一電場區(qū)的場強大小相等、方向均豎直向上,不計空氣阻力,下列說法正確的是( )

      圖4

      A.小球在水平方向一直做勻速直線運動

      B.若場強大小等于mgq,則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時間均相同

      C.若場強大小等于2mgq,小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均相同

      D.無論場強大小如何,小球通過所有無電場區(qū)的時間均相同

      答案 AC

      解析 無論在豎直方向上如何運動,小球在水平方向上不受力,做勻速直線運動;如果電場強度等于mgq,則小球在通過每一個電場區(qū)時在豎直方向上都做勻速直線運動,但是在無電場區(qū)是做加速運動,所以進入每一個電場區(qū)時在豎直方向上的速度逐漸增加,通過時間逐漸變短;如果場強的大小等于2mgq,小球經(jīng)過第一電場區(qū)時在豎直方向上做減速運動,到達第一電場區(qū)的底邊時豎直方向上的速度恰好為零,如此往復(fù),通過每個電場區(qū)域的時間都相等.

      帶電粒子在電場中做曲線運動,常見的形式有以下幾種:①類平拋運動,當粒子只受靜電力的情況下,初速度方向和電場方向垂直,帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動,處理方法和平拋運動的處理方法完全相同,常見的問題是偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角度的計算.②圓周運動.在電場中做圓周運動常見的形式是等效最高點的求解.③一般的曲線運動,常常考查描述靜電力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的物理量之間的關(guān)系。

      一、選擇題

      1.下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加速后,粒子速度最大的是( )

      A.質(zhì)子 B.氘核

      C.α粒子 D.鈉離子Na+

      答案 A

      2.有一束正離子,以相同速率從同一位置進入帶電平行板電容器的勻強電場中,所有離子運動軌跡一樣,說明所有離子( )

      A.具有相同質(zhì)量 B.具有相同電荷量

      C.具有相同的比荷 D.屬于同一元素同位素

      答案 C

      3.一帶電粒子在電場中只受靜電力作用時,它不可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是( )

      A.勻速直線運動 B.勻加速直線運動

      C.勻變速曲線運動 D.勻速圓周運動

      答案 A

      解析 當帶電粒子在電場中只受靜電力作用時,靜電力作用會產(chǎn)生加速度,B、C、D選項中的運動情況都有加速度,而A項中勻速直線運動加速度為零,不可能出現(xiàn).

      4.平行板間有如圖5所示周期變化的電壓.不計重力的帶電粒子靜止在平行板中央,從t=0時刻開始將其釋放,運動過程無碰板情況.下圖中,能定性描述粒子運動的速度圖象正確的是( )

      圖5

      答案 A

      解析 粒子在第一個 內(nèi),做勻加速直線運動, 時刻速度最大,在第二個 內(nèi),電場反向,粒子做勻減速直線運動,到T時刻速度為零,以后粒子的運動要重復(fù)這個過程.

      5.圖6為一個示波器工作原理的示意圖,

      圖6

      電子經(jīng)電壓為U1的加速電場后以速度v0垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,離開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h,兩平行板間的距離為d,電勢差U2,板長L,為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量h/U2)可采取的方法是( )

      A.增大兩板間電勢差U2

      B.盡可能使板長L短些

      C.盡可能使板間距離d小一些

      D.使加速電壓U1升高一些

      答案 C

      解析 電子的運動過程可分為兩個階段,即加速和偏轉(zhuǎn).

      (1)加速:eU1=12mv20,

      (2)偏轉(zhuǎn):L=v0t,h=12at2=eU22md t2

      綜合得:hU2=L24U1d ,因此要提高靈敏度則需要:增大L或減小U1或減小d,故答案應(yīng)選C。

      6.如圖7所示,

      圖7

      電子由靜止開始從A板向B板運動,當?shù)竭_B板時速度為v,保持兩板電壓不變,則( )

      A.當增大兩板間距離時,v增大

      B.當減小兩板間距離時,v減小

      C.當改變兩板間距離時,v不變

      D.當增大兩板間距離時,電子在兩板間運動的時間增大

      答案 CD

      解析 由動能定理得eU=12mv2。當改變兩極板間距離時,v不變,故C選項正確.粒子做初速度為零的勻加速直線運動v=dt,v2=dt,即t=2dv,當增大兩板間距離時,電子在板間運動時間增大,故D選項正確.

      7。

      圖8

      一平行板電容器中存在勻強電場,電場沿豎直方向.兩個比荷(即粒子的電荷量與質(zhì)量之比)不同的帶正電的粒子a和b,從電容器邊緣的P點(如圖8所示)以相同的水平速度射入兩平行板之間.測得a和b與電容器極板的撞擊點到入射點之間的水平距離之比為1∶2,若不計重力,則a和b的比荷之比是( )

      A.1∶2 B.1∶8

      C.2∶1 D.4∶1

      答案 D

      二、計算論述題

      8.如圖9所示,

      圖9

      在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋出一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負電小球,小球的落地點與拋出點之間有一段相應(yīng)的水平距離(水平射程).若在空間加上一豎直方向的勻強電場,使小球的水平射程變?yōu)樵瓉淼?2,求此電場的場強大小和方向.

      答案 3mgq 方向豎直向上

      解析 不加電場時小球在空間運動的時間為t,水平射程為x

      x=v0t

      下落高度h=12gt2

      加電場后小球在空間的運動時間為t′,小球運動的加速度為a

      12x=v0t′,h=12at′2

      由以上各式,得a=4g

      則場強方向只能豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律

      mg+qE=ma

      聯(lián)立解得:所以E=3mgq

      方向豎直向上.

      9.如圖10所示,

      圖10

      邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場.電荷量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場,不計重力.

      (1)若粒子從c點離開電場,求電場強度的大小和粒子離開電場時的動能.

      (2)若粒子離開電場時動能為Ek′,則電場強度為多大?

      答案 (1)4EkqL 5Ek

      (2)粒子由bc邊離開電場時,E=2Ek(Ek′-Ek)qL

      粒子由cd邊離開電場時,E=Ek′-EkqL

      解析 (1)粒子在電場中做類平拋運動,在垂直于電場方向:L=v0t

      在平行于電場方向:L=12at2=qEt22m=qEL22mv20

      所以E=4EkqL

      qEL=Ekt-Ek

      則Ekt=qEL+Ek=5Ek

      (2)若粒子由bc邊離開電場,則L=v0t

      vy=qEmt=qELmv0

      由動能定理得:Ek′-Ek=12mv2y=q2E2L24Ek

      E=2Ek(Ek′-Ek)qL

      若粒子由cd邊離開電場,由動能定理得

      qEL=Ek′-Ek

      所以E=Ek′-EkqL

      10.如圖11所示,

      圖11

      長L=0。20 m的絲線的一端拴一質(zhì)量為m=1。0×10-4 kg、帶電荷量為q=+1。0×10-6 C的小球,另一端連在一水平軸O上,絲線拉著小球可在豎直平面內(nèi)做圓周運動,整個裝置處在豎直向上的勻強電場中,電場強度E=2。0×103 N/C。現(xiàn)將小球拉到與軸O在同一水平面的A點上,然后無初速地將小球釋放,取g=10 m/s2。求:

      (1)小球通過最高點B時速度的大小.

      (2)小球通過最高點時,絲線對小球的拉力大小.

      答案 (1)2 m/s (2)3。0×10-3 N

      解析 (1)小球由A運動到B,其初速度為零,靜電力對小球做正功,重力對小球做負功,絲線拉力不做功,則由動能定理有:

      qEL-mgL=mv2B2

      vB= 2(qE-mg)Lm=2 m/s

      (2)小球到達B點時,受重力mg、靜電力qE和拉力FTB作用,經(jīng)計算

      mg=1。0×10-4×10 N=1。0×10-3 N

      qE=1。0×10-6×2。0×103 N=2。0×10-3 N

      因為qE>mg,而qE的方向豎直向上,mg方向豎直向下,小球做圓周運動,其到達B點時向心力的方向一定指向圓心,由此可以判斷出FTB的方向一定指向圓心,由牛頓第二定律有:

      FTB+mg-qE=mv2BL

      FTB=mv2BL+qE-mg=3。0×10-3 N

    物理公開課教案4

      說明:計算題主要考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。近幾年的中考命題中出現(xiàn)了各種各樣的新型題目

      一、創(chuàng)新型

      創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新觀察能力、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新實踐能力等。此類題目主要以設(shè)計問題、設(shè)計性實驗為載體,考查學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力等。

      例1某學(xué)校食堂的一個電熱箱的電熱絲燒斷了,其銘牌上標有“220V1000W”字樣。現(xiàn)有兩種規(guī)格的電熱絲:“220V500W”和“220V20xxW”。小明同學(xué)為其設(shè)計了兩種修復(fù)方案:①將“200V500W”的電熱絲截取一半。②將兩根“220V20xxW”的電熱絲串聯(lián)。

      (1)你認為上述兩種方案都能使電熱箱正常工作嗎?請你從可行性上作出評價。

      (2)請你利用上述兩種規(guī)格的電熱絲,再設(shè)計一種合理的修復(fù)方案。

      點撥:設(shè)計后的電熱絲應(yīng)該跟電熱箱中的原電熱絲的功率相等。同時,所選取的電熱絲的額定電流應(yīng)等于或大于原電熱絲的額定電流。

      【解析】(1)“220V1000W”的電熱絲的電阻為

      =48.4Ω。方案①“220V500W”電熱絲的額定電流=500W/220V=2.3A,電阻。截取一半后,電阻2

      =48.4Ω。接入電熱箱后的實際電流=4.5A。因4.5A>2.3A,所以此方案不可行。

      方案②“220V20xxW”電熱絲的額定電流=9.1A。電阻。這樣的兩根電熱絲串聯(lián)后的電阻

      。接入電熱箱后的電流。因9.1A>4.5A,故此方案可行。

      (2)取兩根“220V500W”的電熱絲并聯(lián)后接入電熱箱。

      二、開放型

      開放型計算題條件不確定,求解的問題不指明,解答方法不惟一,答案形式多樣化。開放形式有條件開放型、過程開放型、結(jié)論開放型等。解答此類問題一定要防止思維定勢,針對不斷變化的條件,對問題從不同角度進行分析、探索。

      例2一邊長為10cm、質(zhì)量為6kg的正方體,放置在水平地板上,在10N的水平拉力作用下以0.2m/s的速度做勻速直線運動。請你由此設(shè)計兩個問題,并作出解答。

      點撥:首先明確題目中所敘述的物理情境,根據(jù)情境提出相關(guān)的問題,并作出解答。

      【解答】本題可提出很多問題:(1)正方體的重為多少?(2)正方體對地板的壓力和壓強分別是多大?(3)正方體的密度是多少?(4)正方體勻速運動時,受到的摩擦力是多少?(5)水平拉力的功率是多少?(6)正方體勻速運動時共受到幾個力的作用?這些力的合力是多少?

      本文僅對前兩個問題進行解答,其余的問題由同學(xué)們完成。

      (1)重力為:。

      (2)壓力為:F=G=58.8N,

      受力面積為:,

      壓強為:。

      三、應(yīng)用類

      應(yīng)用類計算題信息量大,內(nèi)容豐富,既有以文字給出信息的'題目,也有以圖表、圖像等方式給出信息的題目,而且題目中的物理過程和情景以及要解決的問題往往具有隱蔽性。因此,解決這類問題首先要認真讀題,理解題意,了解問題的背景,挖掘隱含條件,抓住問題的實質(zhì),然后再運用學(xué)過的物理知識解決問題。

      例3電飯鍋的原理如圖1所示,煮飯時按下溫控開關(guān)S,使之與a、b接觸,紅色指示燈亮;飯熟后,溫控開關(guān)自動斷開;當飯的溫度低于68℃時,開關(guān)S自動上升與觸點c接觸,電飯鍋處于低溫加熱狀態(tài),黃色指示燈亮;溫度升至68℃時自動斷開,如此反復(fù)。(紅、黃指示燈的電阻很小,計算時可忽略不計)

      圖1

      (1)試分析各起什么作用?

      (2)若煮飯時發(fā)熱板的功率為484W,而低溫加熱時發(fā)熱板的功率為4.84W,求R2的阻值。

      點撥:此題通過溫控開關(guān)的上下移動,改變電路的連接情況,達到加熱、保溫的目的。可分別畫出等效電路圖,然后分別在各圖中進行分析、求解。

      【解析】電飯鍋的工作原理圖略顯復(fù)雜,解題時根據(jù)電路情況適當簡化,畫出等效電路,方便解題。

      圖2

      (1)當S與a、b接通時,等效電路如圖2所示,R1跟紅燈串聯(lián),然后與發(fā)熱板并聯(lián),紅燈所在的支路不影響發(fā)熱板的功率。紅燈起加熱煮飯指示的作用,由于紅燈的電阻很小,必須串聯(lián)一較大的電阻R1,所以R1起分壓限流保護紅燈的作用。

      當S與c接觸時,等效電路如圖3所示。R2、黃燈、發(fā)熱板串聯(lián),R2分去一部分電壓,使發(fā)熱板的功率減小,電飯鍋處于低溫加熱狀態(tài),所以R2起分壓降低發(fā)熱板功率的作用。

      圖3

      (2)S與a、b接通時,發(fā)熱板功率為:。

      S與c接觸時,發(fā)熱板功率

      =4.84W,解得。

      四、探究類

      例4王強家新買了一臺家用電熱淋浴器,說明書的部分內(nèi)容如下表所示。一次性裝滿水后,淋浴器溫度顯示20℃,通電50min后,溫度顯示為42℃。請你計算:

      (1)電熱淋浴器加熱過程中消耗的電能是多少?

      (2)加熱過程中水吸收的熱量是多少?[]

      (3)比較(1)(2)所得數(shù)據(jù),你認為合理嗎?為什么?

      (4)如果不合理,請你將題中的條件加以改進,使之合理,并寫出一種改進方案。

      【解析】(1)由淋浴器銘牌知P=1500W,則加熱消耗的電能為:。

      (2)水的質(zhì)量為:。

      水吸收的熱量為:

      (3)由于W

      (4)改進方案:①可將題中的通電時間由50min改為60min。②將水的初溫由20℃改為25℃。③將水的末溫由42℃改為35℃等等。

    物理公開課教案5

      知識與技能

      1.了解萬有引力定律得出的思路和過程,知道地球上的重物下落與天體運動的統(tǒng)一性。

      2. 知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力,知道萬有引力定律的適用范圍。

      3. 會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題,知道萬有引力定律公式中r的物理意義,

      了解引力常量G的測定在科學(xué)歷史上的重大意義。

      4. 了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義。

      過程與方法

      1.通過演繹牛頓當年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程,體會在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中猜想與求證的重要性。

      2.體會推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系.

      情感、態(tài)度與價值觀

      1. 感受自然界任何物體間引力的關(guān)系,從而體會大自然的奧秘.

      2. 通過演繹牛頓當年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程和卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,讓學(xué)生體會科學(xué)家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現(xiàn)真理的曲折與艱辛。

      教學(xué)重點、難點

      1.萬有引力定律的推導(dǎo)過程,既是本節(jié)課的重點,又是學(xué)生理解的難點。

      2.由于一般物體間的萬有引力極小,學(xué)生對此缺乏感性認識。

      教學(xué)方法

      探究、講授、討論、練習(xí)

      教 學(xué) 活 動

      (一) 引入新課

      復(fù)習(xí)回顧上節(jié)課的內(nèi)容

      如果行星的運動軌道是圓,則行星將作勻速圓周運動。根據(jù)勻速圓周運動的條件可知,行星必然要受到一個引力。牛頓認為這是太陽對行星的引力,那么,太陽對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動所需的向心力。

      學(xué)生活動: 推導(dǎo)得

      將V=2r/T代入上式得

      利用開普勒第三定律 代入上式

      得到:

      師生總結(jié):由上式可得出結(jié)論:太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比,跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即:F

      教師:牛頓根據(jù)其第三定律:太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質(zhì)的作用力,且大小相等。于是提出大膽的設(shè)想:既然這個引力與行星的質(zhì)量成正比,也應(yīng)跟太陽的質(zhì)量M成正比。即:F

      寫成等式就是F=G (其中G為比例常數(shù))

      (二)進行新課

      教師:牛頓得到這個規(guī)律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓,你又會想到什么呢?

      學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié):

      猜想一:既然行星與太陽之間的力遵從這個規(guī)律,那么其他天體之間的力是否也遵從這個規(guī)律呢?(比如說月球與地球之間)

      師生: 因為其他天體的運動規(guī)律與之類似,根據(jù)前面的推導(dǎo)所以月球與地球之間的力,其他行星的衛(wèi)星和該行星之間的力,都滿足上面的規(guī)律,而且都是同一種性質(zhì)的力。

      教師:但是牛頓的思考還是沒有停止。假如你是牛頓,你又會想到什么呢?

      學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié):

      猜想二:地球與月球之間的力,和地球與其周圍物體之間的力是否遵從相同的規(guī)律?

      教師:地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧Γ碏= =ma

      地球?qū)ζ渲車矬w的力,就是物體受到的重力,即F=mg

      從以上推導(dǎo)可知:地球?qū)υ虑虻囊ψ駨囊陨弦?guī)律,即F=G

      那么,地球?qū)ζ渲車矬w的力是否也滿足以上規(guī)律呢?即F=G

      此等式是否成立呢?

      已知:地球半徑R=6.37106m , 月球繞地球的軌道半徑r=3.8108 m ,

      月球繞地球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

      (以上數(shù)據(jù)在當時都已經(jīng)能夠精確測量)

      提問:同學(xué)們能否通過提供的數(shù)據(jù)驗證關(guān)系式F=G 是否成立?

      學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié):

      假設(shè)此關(guān)系式成立,即F=G

      可得: =ma=G

      F=mg=G

      兩式相比得: a/g=R2 / r2

      但此等式是在以上假設(shè)成立的基礎(chǔ)上得到的,反過來若能通過其他途徑證明此等式成立,也就證明了前面的假設(shè)是成立的。代人數(shù)據(jù)計算:

      a/g1/3600

      R2 / r21/3600

      即a/g=R2 / r2 成立,從而證明以上假設(shè)是成立的,說明地球與其周圍物體之間的力也遵從相同的規(guī)律,即F=G

      這就是牛頓當年所做的著名的月-地檢驗,結(jié)果證明他的猜想是正確的。從而驗證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力,遵守同樣的規(guī)律。

      教師:不過牛頓的思考還是沒有停止,假如你是牛頓,此時你又會想到什么呢?

      學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié):

      猜想三:自然界中任何兩個物體間的作用力是否都遵從相同的規(guī)律?

      牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律之后。于是他大膽地把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間,于1687年正式發(fā)表了具有劃時代意義的萬有引力定律。

      萬有引力定律

      ①內(nèi)容

      自然界中任何兩個物體都是相互吸引的.,引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。

      ②公式

      如果用m1和m2表示兩個物體的質(zhì)量,用r表示它們的距離,那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示 (其中G為引力常量)

      說明:1.G為引力常量,在SI制中,G=6.6710-11Nm2/kg2.

      2.萬有引力定律中的物體是指質(zhì)點而言,不能隨意應(yīng)用于一般物體。

      a.對于相距很遠因而可以看作質(zhì)點的物體,公式中的r 就是指兩個質(zhì)點間的距離;

      b.對均勻的球體,可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點,這是一種等效的簡化處理方法。

      教師:牛頓雖然得到了萬有引力定律,但并沒有很大的實際應(yīng)用,因為當時他沒有辦法測定引力常量G的數(shù)值。直到一百多年后英國的另一位物理學(xué)家卡文迪許才用實驗測定了G的數(shù)值。

      利用多媒體演示說明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。

      扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結(jié)實的框架,把這個T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力,石英絲就會扭轉(zhuǎn)一個角度。力越大,扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過來,如果測出T形架轉(zhuǎn)過的角度,也就可以測出T形架兩端所受力的大小。現(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個小球,再在每個小球的附近各放一個大球,大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。根據(jù)萬有引力定律,大球會對小球產(chǎn)生引力,T形架會隨之扭轉(zhuǎn),只要測出其扭轉(zhuǎn)的角度,就可以測出引力的大小。當然由于引力很小,這個扭轉(zhuǎn)的角度會很小。怎樣才能把這個角度測出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子,用一束光射向鏡子,經(jīng)鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺,當鏡子與T形架一起發(fā)生一個很小的轉(zhuǎn)動時,刻度尺上的光斑會發(fā)生較大的移動。這樣,就起到一個化小為大的效果,通過測定光斑的移動,測定了T形架在放置大球前后扭轉(zhuǎn)的角度,從而測定了此時大球?qū)π∏虻囊Α?ㄎ牡显S用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律,并測定出萬有引力恒量G的數(shù)值。這個數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測定的數(shù)值是非常接近的。

      卡文迪許測定的G值為6.75410-11 Nm2/kg2,現(xiàn)在公認的G值為6.6710-11 Nm2/kg2。由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小,所以一般質(zhì)量的物體之間的萬有引力是很小的,我們可以估算一下,兩個質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時之間的萬有引力有多大(可由學(xué)生回答:約6.6710-7N),這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質(zhì)量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺到,如地球?qū)ξ覀兊囊Υ笾戮褪俏覀兊闹亓Γ虑驅(qū)Q蟮囊?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大,又是非常驚人的:如太陽對地球的引力達3.561022N。

      教師:萬有引力定律建立的重要意義

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