题目内容
卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里测出了万有引力恒量的数值,在他的实验装置中,下列哪些措施是为了测量极小的引力而采取的?( )
①将测量力变为测量力矩
②使固定小球的质量尽可能大些
③用镜尺法显示扭秤的偏转情况
④把实验装置放在恒温箱内.
①将测量力变为测量力矩
②使固定小球的质量尽可能大些
③用镜尺法显示扭秤的偏转情况
④把实验装置放在恒温箱内.
分析:为测量石英丝极的扭转角,实验采取了“微小量放大”.当引进m′时由于物体间引力作用,使石英丝极发生微小的扭转,从而带动平面镜转动,导致经平面镜反射过来的光线发生较大变化,得出转动的角度.列出石英丝极微小的扭转力矩等于引力力矩的表达式,从而求出引力常量.
解答:
解:实验装置如图.根据引力的力矩与石英丝的扭转力矩平衡,得出引力的力矩,从而得到引力.故①正确.
由于引力常量G非常小,两球的质量之间的引力很小,固定小球的质量增大,并不能使引力明显增大,故②错误.
为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”.利用平面镜对光线的反射,来体现微小形变的.当增大刻度尺与平面镜的距离时,转动的角度更明显,采用镜尺法显示扭秤的偏转情况;故③正确.
引力与温度无关,温度测量结果没有影响,故④错误.
故选:A.
由于引力常量G非常小,两球的质量之间的引力很小,固定小球的质量增大,并不能使引力明显增大,故②错误.
为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”.利用平面镜对光线的反射,来体现微小形变的.当增大刻度尺与平面镜的距离时,转动的角度更明显,采用镜尺法显示扭秤的偏转情况;故③正确.
引力与温度无关,温度测量结果没有影响,故④错误.
故选:A.
点评:本题要知道卡文迪许扭秤装置的原理,知道该实验巧妙地利用光的反射将因引力产生微小转动的角度放大,同时利用力矩平衡来解题,能拓宽学生的解题思路,提高解题能力.
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