1、万有引力定律是怎样发现的-知识探讨合作与讨论1.牛顿是怎样发现万有引力的？2.卡文迪许是怎样测定引力常量的？我的思路:1.牛顿发现万有引力伊萨克牛顿，是17世纪人类最伟大的科学家，也是人类历史上屈指可数的几个科学巨人之一.他在物理学、数学和天文学方面的贡献，都是划时代的.牛顿1642年12月25日，牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村子里.刚出生时极度衰弱，几乎夭折.牛顿自幼丧父，与母相依为命.1661年，他进入剑桥大学的三一学院学习.1665至1667年间，牛顿已在思考引力的问题.一天傍晚，他坐在苹果树下乘凉，一个苹果从树上掉了下来.他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？他分析了
2、哥白尼的日心说和开普勒的三定律，进而思考：行星为何绕着太阳运转而不脱离？行星速度为何距太阳近就快，远就慢？离太阳越远的行星，为何运行周期就越长？牛顿认为它们的根本原因是太阳具有巨大无比的吸引力.经过一系列的实验、观测和演算，牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关.牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律：凡物体都有吸引力；质量越大，吸引力也越大；间距越大，吸引力就越小.这就是经典力学中著名的“万有引力定律”.根据牛顿的发现，可测定太阳和行星的质量，确定计算彗星轨道的法则，说明月亮和太阳的引力造成了地球上的海洋潮汐现象，并推导出克服地球引力、飞向太阳系和飞出太阳系所需的最低速度，它们分别为每秒7.9千米、
3、11.2千米和16.6千米，并依次命名为第一、第二和第三宇宙速度.牛顿不但验证了前辈们的成果，而且为未来空间运载工具的最低推力或速度下限值，提供了精确而权威的科学依据.牛顿将其一生的成就写在自然哲学与数学原理一书中.他发现了物体运动的三大定律，创立了微积分数学.他后来在谈到自己所取得的成就时说：“如果我比其他人看得远些，那是因为我站在巨人的肩膀上.”2.引力常量的测定牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出引力常量.这是因为一般物体间的引力非常小，很难用实验的方法将它显示出来.1789年，即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许(17311810年)，巧妙地利用扭秤装置，第一次
4、在实验室里比较准确地测出了引力常量.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是m的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝的扭转.实验时，把两个质量都是的大球放在图中所示的位置，它们跟小球的距离相等.由于m受到的吸引，T形架受到力矩作用而转动，使金属丝发生扭转，而金属丝的形变又产生相反的扭转力矩，阻碍T形架转动.当这两个力矩平衡时，T形架停下来不动.这时金属丝扭转的角度可以从小镜子M反射的光点在刻度尺上移动的距离求出，再根据金属丝的扭转力矩跟扭转角度的关系，就可以算出这时的
5、扭转力矩，进而求得m与的引力F.卡文迪许经过多次实验，证明牛顿的万有引力定律是正确的，并测出了引力常量.他的实验结果跟现代测量结果是很接近的.引力常量的测出有着非常重要的意义，不仅用实验证明了万有引力的存在，更使得万有引力定律有了真正的实用价值.由于引力常量很小，我们日常接触的物体的质量又不是很大，所以我们很难觉察到它们之间的引力.例如两个质量各为50 kg的人，相距1 m时，他们相互的引力只相当于几百粒尘埃的重量.但是如果物体的质量很大，这个引力就非常可观了.例如地球对地面上物体的引力就很显著.太阳和地球之间的吸引力就更大，大约等于3.561022 N.这样大的力如果作用在直径是9000 k
6、m的钢柱两端，可以把它拉断！正是由于太阳对地球有这样大的引力，地球才得以围绕太阳转动而不离去.卡文迪许扭秤实验卡文迪许实验示意图知识总结1.万有引力定律表达式：F=，其中万有引力常量G=6.671011 Nm2/kg2该公式适用于质点间的相互作用.当物体间的距离远大于物体本身的体积大小时，公式也近似地适用，距离r应为物体质心间的距离.2.分析天体运动时，把天体运动近似看成匀速圆周运动，万有引力提供所需的向心力，即G.卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系(1)由G得，v=,可见v与成反比.(r越大，v越小)(2)由G=m2r得=，可见与成反比.(r越大，越小)(3)由G得T=2,可见T与成正比.(r越大,T越大)