Question

[探究]卡文迪許實驗中的科學方法

Answer 1

答案：
解析：

[案例]了解卡文迪許實驗裝置 　　如圖卡文迪許扭秤的主要部分是一個輕而堅固的T型架，倒掛在一根金屬絲的下端．T形架水平部分的兩端各裝一個質(zhì)量是m的小球，T形架的豎直部分裝一面小平面鏡M，它能把射來的光線反射到刻度尺上，這樣就能比較精確地測量金屬絲的扭轉(zhuǎn)．實驗時，把兩個質(zhì)量都是的大球放在圖中所示的位置，它們跟小球的距離相等．由于m受到的吸引，T形架受到力矩作用而轉(zhuǎn)動，使金屬絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生相反的扭轉(zhuǎn)力矩，阻礙T形架轉(zhuǎn)動．當這兩個力矩平衡時，T形架停下來不動．這時金屬絲扭轉(zhuǎn)的角度可以從小鏡M反射的光點在刻度尺上移動的距離求出，再根據(jù)金屬絲的扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，就可以算出這時的扭轉(zhuǎn)力矩，進而求得m與的引力F．卡文迪許經(jīng)過多次實驗，證明牛頓的萬有引力定律是正確的，并測出了引力常量．他的實驗結(jié)果跟現(xiàn)代測量結(jié)果是很接近的． 　　[結(jié)論]卡文迪許實驗中的設(shè)計思想： 　　等效思想：實驗中金屬絲發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，從而證明萬有引力的存在． 　　將微小量放大以便進行測量的思想：(1)盡可能的增大了T型架連接兩球的長度R，使m、M之間的萬有引力能產(chǎn)生較大的力矩，使得金屬絲是有較大的偏轉(zhuǎn)角度．(2)盡可能的增大刻度尺與小鏡間的距離R，使小鏡M上的反射光在刻度尺上移動的距離s較大．