Question

[探究]卡文迪许实验中的科学方法

Answer 1

答案：
解析：

[案例]了解卡文迪许实验装置 　　如图卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T型架，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，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． 　　[结论]卡文迪许实验中的设计思想： 　　等效思想：实验中金属丝发生了扭转，从而证明万有引力的存在． 　　将微小量放大以便进行测量的思想：(1)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，使得金属丝是有较大的偏转角度．(2)尽可能的增大刻度尺与小镜间的距离R，使小镜M上的反射光在刻度尺上移动的距离s较大．