卡文迪许用实验的方法证明了万有引力定律对还是错

解题思路：提出行星围绕太阳运行的轨道是椭圆等三个行星运动定律的科学家是开普勒，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巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量，

①总结行星运动规律的是开普勒．
②发现万有引力定律的是牛顿．
③英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量，被称为“测出地球质量的人”．
故答案为：①B；②A；③D

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 解答本题的关键是掌握力学常见的物理学史，了解开普勒，牛顿，卡文迪许等等著名科学家的成就．

解题思路：根据力学的物理学史和常识解答，结合著名物理学家的贡献即可解答．

A、牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许用实验方法测出了引力常量，故A正确．
B、开普勒发现了行星的运动规律，故B错误．
C、牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不能用实验方法验证，故C错误．
D、经典力学只适用宏观世界与低速运动的物体，故D错误．
故选：A．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，关键要记住著名物理学家的物理学成就．

卡文迪许
一、生平简介
卡文迪许(Henry Cavendish,1731～1810年)英国化学家、物理学家.1731年10月10日生于法国尼斯.1742—1748年他在伦敦附近的海克纳学校读书.1749—1753年期间在剑桥彼得豪斯学院求学.在伦敦定居后,卡文迪许在他父亲的实验室中当助手,做了大量的电学、化学研究工作.他的实验研究持续达50年之久.1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员,1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一.
1810年3月10日,卡文迪许在伦敦逝世,终身未婚.
二、科学贡献
卡文迪许的才能是多方面的.1784年左右他研究了空气的组成,发现普通空气中氮占五分之四,氧占五分之一.他确定了水的成分,肯定了它不是元素而是化合物.他还发现了硝酸.
卡文迪许生前在物理学方面发表的论文为数极少,一直到麦克斯韦审阅整理并出版了他的手稿后,人们才知道他在电学方面作出了很多重要发现.他发现一对电荷间的作用力跟它们之间的距离平方成反比,这就是后来库仑导出的库仑定律内容的一部分；他提出每个带电体的周围有“电气”,与电场理论很接近；卡文迪许演示了电容器的电容与插入平板中的物质有关；电势的概念也是卡文迪许首先提出的,这对静电理论的发展起了重要作用；他还提出了导体上的电势与通过电流成正比的关系.
卡文迪许在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方面都有研究.1798年他完成最后的实验时,已年近七十.在物理学上他最主要的成就是通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律,确定了引力常数和地球平均密度.
推算地球密度：卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手,再推算出地球密度.他的指导思想极其简单,用两个大铅球使它们接近两个小球.从悬挂小球的金属丝的扭转角度,测出这些球之间的相互引力.根据万有引力定律,可求出常数G.根据卡文迪许的多次实验,测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍（现在的数值为5.517,误差为14%左右）,并确定了万有引力常数（他测得的引力常数G是(6.754±0.041)×10-8达因·厘米2/克2,这个值同现代值(6.6732±0.0031)×10-8达因·厘米2/克2,相差无几）,计算出了地球的质量.被誉为第一个称量地球的人.
卡文迪许验证万有引力定律的实验采用自己设计的“扭秤”为工具,后人称为著名的“卡文迪许实验”.

悠幽楼兰精品
我推荐你到我个人的知道里面，看看我的回答，里面有几个是你问的这种没法问为什么的问题。http://zhidao.baidu.com/question/88408504.html这个是我刚回答的，你可以看看。
针对你的问题，我还是简单说说吧。科学总是先发现现象，在重复实验，确定结论后、再提出理论假设、再实验验证这样的过程。而所有的理论的源头都是一些无法再理论证明的公理，我们对这些公理只有信仰才可以学理论，直到这个公理后来发现不正确为止。
比如万有引力，这是牛顿力学的基础假设，请注意是假设，你要不信仰它就别学牛顿力学了。也就是所有物物都有万有引力，既然都一样，所以符合同一个公式，至于到底对不对，谁也不知道，只能说目前公认还算是正确的。
牛顿提出万有引力定律时候，没法实验室观察到，所以直到卡文迪许这个大天才通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律确定了引力常数，并从牛顿理论出发推出了地球质量和地球平均密度。被成为第一个秤出地球的人。
这样你是否明白，推荐你看下我的回答，下面这个参考资料就是我的一个回答。

解题思路：奥斯特发现了电流的磁效应现象．卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，成功测出了引力常量的数值．在“探究加速度与力，质量的关系”实验中，运用了控制变量法．在力学单位制中，规定质量、长度、时间三个物理量的单位为基本单位．

A、法拉第发现了电磁感应现象，而奥斯特发现了电流的磁效应现象．故A错误．
B、卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，成功测出了引力常量的数值，库仑成功测出了静电力常量的数值．故B错误．
C、在“探究加速度与力，质量的关系”实验中，运用了控制变量法分别研究：力一定时，加速度与质量的关系；质量一定时，加速度与力的关系．故C正确．
D、在力学单位制中，规定质量、长度、时间三个物理量的单位为基本单位．故D正确．
故选CD

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 物理学史、单位制都是物理学上常识性问题，要与学习物理量的定义、规律等一起学习．

解题思路：根据万有引力等于重力G

Mm

R2

＝mg，求出地球的质量．根据万有引力提供向心力G

Mm

r2

＝mr(

2π

T

)2，只有知道行星的公转周期和行星距太阳的距离，即可求出太阳的质量．

根据万有引力等于重力G
Mm
R2＝mg，得，M=
gR2
G．
根据万有引力提供向心力G
Mm
r2＝mr(
2π
T)2，M=
4π2r3
GT2．知只要知道行星的公转周期T和行星距太阳的距离r，即可计算出太阳的质量．
故本题答案为：
gR2
G，行星的公转周期T，行星距太阳的距离r．

点评：
本题考点： 万有引力定律及其应用．

考点点评： 解决本题的关键掌握万有引力等于重力GMmR2＝mg，以及万有引力提供向心力GMmr2＝mr(2πT)2．

解题思路：本题是物理学史，根据开普勒、卡文迪许、安培、奥斯特、普朗克、玻尔等科学家的成就进行解答．

A、开普勒发现了行星运动的规律，卡文迪许通过实验测出了引力常量．故A错误．
B、安培提出了分子电流假说，解释了软铁磁化现象；奥斯特发现了电流的磁效应．故B正确．
C、普朗克在研究黑体辐射问题时提出能量子假说，玻尔把量子理论用到到原子结构中，提出了玻尔理论，成功解释了氢原子光谱，故C正确．
D、光电效应现象说明光具有粒子性，康普顿效应也说明了光具有粒子性，故D错误．
故选：BC．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题关键要掌握原子物理和光学部分的物理学史，对于著名科学家的物理贡绩要记住，这也是考试内容之一．

我知道牛顿，地吸引力，牛顿地一定律和地仁定律

卡文迪许纽杆实验测原子质量
库仑定律 F=KQ1Q2/R^2
楞次定律
开普勒三大定律 天文学行星之类的
泊松亮斑 光的衍射
麦克斯韦电磁感应
赫兹HZ
伦琴射线 X光
托马斯·杨 杨氏双缝干涉实验
奥斯特实验 说明通电导线产生磁场
贝克勒尔最早发现放射性的人 也是最早发现半衰期的人
法拉力电磁感应定律
普朗克常量h
爱因斯坦相对论 光子说
玻尔理论 氢光谱
德布罗意波长
卢瑟福原子核结构 a粒子散射实验
查德威克卢瑟福学生证明了卢瑟福的推论说明原子内有中子
牛顿跟伽利略上面有

解题思路：本题强调对万有引力定律的发现和完善有贡献的科学家，第谷是观测家，从而为开普勒得出三定律奠定基础．牛顿在前人的基础之上发现万有引力定律．最后卡文迪许测出引力常量，从而完善了定律．

对发现和完善万有引力定律有贡献的是：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许
故答案为：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 对物理定律与定理的物理史实要熟悉，同时还要记清晰．

C

解题思路：

牛顿总结前人的经验得出了万有引力定律，牛顿得出了万有引力定律但却无法计算出两个天体之间万有引力是多少，因为他不知道引力常量G的值，100多年后，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间的万有引力的测量，比较准确地得出了引力常量G的值，故A选项正确；匀速圆周运动是速度大小不变的变速曲线运动，而不是匀变速曲线运动，区别在于匀速圆周运动是外力是变力，而匀变速曲线运动的外力是恒力，例如平抛运动就是匀变速曲线运动，故B选项错误；由开普勒的第二定律知，行星绕恒星运动轨道为椭圆，它运动的周期平方与轨道半长轴的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量有关与行星的速度无关，故C选项错误；奥斯特发现了电与磁间的关系，法拉第通过实验发现了磁能产生电，故D选项错误。

A  

解题思路：牛顿发现和总结了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量．根据万有引力提供向心力判断运行速度和半径的关系，同步卫星与地球自转的角速度相同，位于赤道的正上方的同步轨道，离地高度一定．

A、卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故A正确；
B、根据万有引力提供向心力可知，G
Mm
r2＝m
v2
r，解得：v＝

GM
r，则离地面越高，速度越小，故B错误；
C、地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合，故C正确；
D、牛顿从苹果落地受到启发，发现了万有引力，故D正确．
本题选错误的，故选：B

点评：
本题考点： 同步卫星；物理学史．

考点点评： 此题考查天体运动的物理学史，注意多归纳总结，联系实际进行记忆．

（1）地球地面上的物体m所受万有引力近似等于重力
GMm
R 2 =mg ①
解得地球的质量：M=
g R 2
G ②
（2）地球的密度： ρ=
M
V =
M

4
3 π R 3 =
3g
4πGR ③
代入数据解得：ρ=5.5×10 ³ kg/m ³ ④
（3）卫星绕地球做圆周运动：轨道半径为R时对应的周期最小；由引力提供向心力得

GMm
R 2 =m(
2π
T ) 2 R ⑤
最小周期：T=2 π

R
g ⑥
代入数据得T=5.0×10 ³ s=82.7min．
答：（1）地球的质量M为
g R 2
G ．
（2）地球的密度ρ为5.5×10 ³ kg/m ³ ．
（3）已绕地球做圆周运动的人造卫星的最小周期T为82.7min．

题太多,就不给你解释了.
1 B
2 A
3 B
4 D
5 BCD
6 BCD
7 A
8 B
9 D
10 AD(不确定）
11 给你讲方法吧,同步卫星：与地球周期相同.用带有周期的向心力的公式,向心力等于万有引力.求出半径,然后用带周期的向心力公式算出向心力即可.
楼上的是胡说,因为他没有一个多选.而且第二题明显错了.楼主小心.

卡文迪许测万有引力常量的实验中，引力大小借助光的反射来放大，实验中应用力矩平衡测出了力的大小，实验并未涉及牛顿定律、光的干涉及开普勒定律，
故ABD错误，C正确；
故选C．

解题思路：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

A、开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；
B、卡文迪许第一次在实验室里测出了引力常量，故B正确；
C、开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是一个圆，而是一个椭圆，故C错误；
D、海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后，才被发现的，故D正确；
故选：BD．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

解题思路：根据地在地球表面万有引力等于重力公式先计算出地球质量，再根据密度等于质量除以体积求解．

根据地在地球表面万有引力等于重力有：[GMm
R2=mg
解得：M=
gR2/G]
所以ρ=[M/V]=[3g/4πGR]．
答：地球的质量M和地球的平均密度各是
gR2
G，[3g/4πGR]．

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 该题关键抓住在地球表面万有引力等于重力和密度公式，难度不大．

解题思路：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
速度是矢量，有大小和方向．

A、曲线运动方向时刻变化，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B、卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量，故B正确；
C、牛顿发现了万有引力定律，故C错误；
D、做匀速圆周运动的物体角速度保持不变，故D正确；
本题选不符合事实的，故选：C．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

解题思路：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

A、开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；
B、牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
C、卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”，故C正确；
D、牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故D错误；
故选：C．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

B


静电常量是库仑测出来的，而卡文迪许利用扭秤实验测量的是万有引力常数，故Ａ错；万有引力定律是牛顿看到苹果落地后思考提出的，Ｃ错；伽利略利用理想斜面实验推翻了亚里斯多德关于运动需要力来维持的观点，而不是牛顿，Ｄ错。电场首次引入电场线的概念是法拉弟，正确，故选Ｂ。

解题思路：根据万有引力提供向心力G

Mm

r2

＝m(

2π

T

)2r，只要知道月球绕地球的运行周期和轨道半径，即可求出中心天体地球的质量．

根据万有引力提供向心力G
Mm
r2＝m(
2π
T)2r，解得M＝
4π2r3
GT2，所以当G测定后，只要知道月球绕地球的运行周期和轨道半径，即可求出中心天体地球的质量．
故答案为：月球绕地球．

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 本题要注意：当一个环绕天体绕中心天体运动时，只能求中心天体的质量．如果知道地球绕太阳运动的周期和半径，只能计算中心天体太阳的质量．

解题思路：

16世纪末，伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学发展极为有益的方法。这些方法的核心是把逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法。故A正确。扭秤实验可以测量微弱的作用，关键在于它把微弱的作用经过了两次放大：一方面微小的力通过较长的力臂可以产生较大的力矩，使悬丝产生一定角度的扭转；另一方面在悬丝上固定一平面镜，它可以把入射光线反射到距离平面镜较远的刻度尺上，从反射光线射到刻度尺上的光点的移动，就可以把悬丝的微小扭转显现出来，故B正确。电场强度是用比值法定义的，但是电场强度与电场力不成正比，与试探电荷的电量不成反比，电场强度由电场本身的性质确定。故C错误。合力与分力”“总电阻”“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法，故D正确。本题选说法错误的，故选C。

C

第一个测万有引力常数的人是卡文迪许,是用扭称测量.
我们脚下的大地是个硕大无比的球体.古希腊时科学家用巧妙的方法测出了它的半径有6400多公里.但是,人们一直不知道这个巨大的球体有多少重?
地球那么大,那么重,用普通的秤来出地球的重量,那是不可思议的.第一,世界上没有这样一杆能称得起地球的巨秤.其次,谁也无法拿得起这杆秤.就算有一个力大无穷的大力士能提得起地球,也无法秤我们的地球,因为那个能够称得起地球的人,站在什么地方去称地球呢?人们总不能站在地球上称地球吧!
1750年,英国19岁的科学家卡文迪许向这个难题挑战.那么,他是怎样称出地球的重量的呢?卡文迪是运用牛顿的万有引力定律称出地球重量的.根据万有引力定律,两个物体间的引力与两个之间的距离的平方成反比,与两个物体的重量成正比.这个定律为测量地球提供了理论根据,卡文迪许想,如果知道了两个物体之间的引力和距离,知道了其中一个物体的重量,就能计算出另一个物体的重量.这在理论上完全成立.但是,在实际测定中,不必须先了解万有引力的常数K.
卡文迪许通过两个铅球测定出它们之间的引力,然后计算出引力常数.两个普通物体之间的引力是很小的,不容易精确地测出,必须使用很精确的装置.当时人们测量物体之间引力的装置用的是弹簧秤,这种秤的灵敏度太低,不能达到实验要求.卡文迪许利用细丝转动的原理,设计了一个测定引力的装置；细丝转过一个角度,就能计算出两个铅球之间的引力.然后,计算出引力常数.但是,这个方法还是失败了.因为两个铅球之间的引力太小了,细丝扭转的灵敏度还不够大.灵敏度问题成了测量地球重量的关键.卡文迪许为此伤透了脑筋.有一次,他正在思考这个问题,突然看到几个孩子在做游戏.有个孩子拿着一块小镜子对着太阳,把太阳反射到墙壁上,产生了一个白亮的光斑.小孩子用手稍稍地移动一个角度,光斑就相应地移动了距离.卡文迪许猛然醒悟,这不是距离的放大器吗?灵敏度不可以通过它来提高吗?
于是,卡文迪许在测量装置上装上一面小镜子.细丝受到另一个铅球微小的引力,小镜子就会偏转一个很小的角度,小镜子反射的光就转动一个相当大距离,很精确地知道引力的大小.利用这个引力常数,再测出一个铅球与地球之间的引力.根据万有引力公式,计算出了地球的重量,即为60万亿亿吨.现代测量的结果为59.76万亿亿吨.地球平均半径 6371.004千米.

解题思路：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献和几个基本单位即可．

A、千克，米，秒，安培都是“国际单位制“中的基本单位，牛顿，焦耳是导出单位，故A错误；
B、万有引力定律是牛顿提出的．故B错误；
C、开普勒总结第谷大量观测资料，提出了开普勒三大定律，故C正确；
D、伽利略认为力是使物体产生加速度的原因，故D正确；
故选：CD．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

解题思路：开普勒发现了行星运动的规律，首先指出了绕太阳运动的轨道不是一个圆，而是一个椭圆．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量．海王星是“笔尖下发现的行星”．

A、德国科学家开普勒发现了行星运动规律，故A错误；
B、英国的卡文迪许历史上第一次通过实验比较准确测出万有引力常量，故B正确．
C、开普勒认为：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，即开普勒第一定律．故C错误．
D、“海王星”是凭借万有引力定律，通过计算在笔尖下发现的行星．故D正确．
故选：BD

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 本题考查物理学史，关键要了解哪些伟大科学家的重要贡献，培养科学素质和为科学的奉献精神．

就是一个扭称,上面挂俩一样的小球,扭称上有一面镜子,可以反射光线,这是看反射光线射的位置,然后在俩小球旁边在放两个小球,测出距离,然后看反射光线移动的角度,这就是扭称转过的角度的2倍,最后根据已知数据算出万有引力常数

解题思路：根据万有引力定律F=G

m1m2

r2

，由质量、距离和力三个量的单位推导出G的单位．

万有引力定律F=G
m1m2
r2公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为
N•m2
(kg)2．
故选D．

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 物理量的单位分基本单位和导出单位，导出单位由基本单位根据公式进行推导得出．

A C D

牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项B错误。

解题思路：

A. 牛顿发现万有引力定律后，英国科学家卡文迪许最先利用扭秤实验精确测出万有引力常量G

B. 奥斯特实验说明了通电导体周围存在磁场，电流周围的磁场方向与电流的方向有关系。

C. 英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，揭示了电现象与磁现象之间的密切联系。

D. 伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因。

D

选C

卡文迪许是用扭秤测出的.
扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下.若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度.力越大,扭转的角度也越大.反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小.现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的.根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小.当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小.怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动.这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力.卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出引力常量G的数值.这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的.

你自己总结一下子,也刚好复习了嘛,何乐不为呢?

17世纪末年,英国科学家牛顿发现了万有引力定律.牛顿和很多科学家都发现,利用万有引力的公式,可以求出地球的质量来.这需要几个数值：一个是地球对一个已知质量的物体的吸引力,它实际上就是物体受到的重力,这很容易测得；一个是地球和物体的距离,这可以用地球的半径代替；另一个关键的数值叫“万有引力常数”,这个数值虽然当时还不知道,但是可以从在地面上直接测量两个已知质量物体之间的引力而求出来.牛顿称量地球的方法,原理是完全正确的,他使用的是“间接测量法”,这种方法和我国古代“曹冲称象”的故事里说的曹冲称出大象的质量的方法很相似,只不过曹冲称象利用的是物体浮力的定律,而牛顿利用的是万有引力定律.牛顿测出地球和一个已知物体之间的引力,从而计算出地球的质量来.可惜“万有引力常数”数值极其微小,测量起来十分困难,牛顿精心设计了好几个实验,想直接测出两个物体之间的引力来.可是他失败了.他还发现,一般的物体之间的引力非常非常微小,以至根本测量不出来.牛顿失望了,他也曾当众宣布：想利用测量引力来计算地球质量的努力将是徒劳的.牛顿去世以后,还有一些科学家继续研究这个问题.1750年,法国科学家布格尔来到南美洲的厄瓜多尔,他爬上了陡峭的琴玻拉错山顶,沿着悬崖吊下一根垂线,线的下面拴着一个铅球.他想先测量出垂线因受到山的引力而偏离的距离,再根据山的密度和体积算出山的质量,进一步求出“万有引力常数”来.可是,由于引力实在太小了,铅垂线偏离的距离几乎量不出来,即使量出来也很不精确,实验仍然没有成功.一次又一次实验的失败,使称量地球成了无法攻克的著名难题,一个物理学上的禁区.引力被“放大”了 在攀登科学高峰的崎岖的小路上,有的人摔倒了,有的人退缩了.但也有人在勇敢地继续向上攀登,卡文迪就是其中的一个.从十几岁开始,卡文迪就开始研究这个问题,他仔细分析了前人失败的原因,认为主要是由于实验方法既不方便,由很不精确.他决心设计出一种新的实验.1750年的一天,卡文迪许听到一个消息,剑桥大学有位名叫约翰·米歇尔的科学家,他在研究磁力的时候,使用了一种巧妙的方法,可以观察到很小的力的变化.卡文迪许立刻赶去向他请教.米歇尔向卡文迪许介绍了实验的方法,他用一根石英丝把一块条形磁铁横吊起来,然后用另一块磁铁去吸引它,这时候石英丝就发生了扭转,磁引力的大小就清楚地看出来了.卡文迪许受到了很大启发.他想,能不能用这个方法测出两个物体之间的微弱引力呢?他一回到实验室,立刻仿制了一套装置：在一根细长杆的两端各安上一个小铅球,做成一个像哑铃似的东西；再用一根石英丝把这个“哑铃”横吊起来.他想,如果用两个大一些的铅球分别移近两个小铅球,由于铅球之间存在引力,“哑铃”一定会发生摆动,石英丝也会随着扭动.这时候,只要测出石英丝扭转的程度,就可以进一步求出引力从理论上分析,这个设想是成立的.可是卡文迪许实验了许多次,都没有成功.原因在哪里呢?还是由于引力实在太微弱了.现在我们知道,两个1千克重的铅球在相距10厘米的时候,它们之间的相互引力只有十亿分之一千克；这么微小的力,得需要多么精密的仪器才能测量出来呀,卡文迪许受到当时条件的限制,几乎完全靠肉眼观察来确定石英丝的变化,的确是太困难了卡文迪许陷入了长期的苦思.他想,在实验的时候,石英丝肯定发生了扭转,只是程度极其微小,不易觉察出来就是了.能不能把这肉眼发现不了的扭转加以放大,使它变得显著一些呢?科学上的重大发明,往往都离不开要设计出一种巧妙的研究方法.卡文迪许正是这样,他花了很长时间专心思考这个问题,可一直没有想出满意的方法.这一天,他到皇家学会去开会.走在半路上,他看到几个小孩子,正在作一种有趣的游戏：他们每人手里拿着一面小镜子,用来反射太阳光,互相照着玩.小镜了只要稍一转动,远处光点的位置就发生很大变化.“真有意思!”看着那些活泼的孩子,卡文迪许想.忽然有一个念头闪过他的脑海,他掉头跑回实验室,对自己的实验装置进行了一番革新.他把一面小镜子固定在石英丝上,用一束光线去照射它.光线被小镜子反射过来,射在一根刻度尺上.这样,只要石英丝有一点极小的扭动,反射光就会在刻度尺上明显地表示出来.扭动被放大了!实验的灵敏度大大提高了,这就是著名的“扭秤”实验法.终于出了地球的质量 成功了!卡文迪许抑制住内心的兴奋,再接再厉,继续钻研.一直到1798年,他终于测出了“万有引力常数”的数值,并且进一步算出了地球的质量.这是一个大得令人吃惊的数字：5．976乘以10的24次方千克,也就是大约60万亿亿吨!不久太阳的质量也用相同的方法测量出来,是地球质量的33万倍,为2乘以10的30次方千克.测出地球质量以后,地球的平均密度就求出来了,为5．52克/立方厘米.可是地球表面密度仅为2．5—3克/立方厘米,这样就可以推算出地球中心的密度高达7—8克/立方厘米.

一个卡文迪许扭秤,由一根扭转金属丝,下面吊一个小平面镜,再下面是T形固定架两端各安装一个等质量的小球组成

因为万有引力与物体质量成正比,与物体状态有关.这样一旦物体质量、状态不变,其引力也就不变,比如地球质量基本是定值,地球自转速度是定值,这样地球的引力就是定值,所以引力常数是定值.为什么还与状态有关,因为50公斤的人在月球是8点3公斤,在水星上是3公斤,而月球比水星小,这种本末倒置现象说明引力还与状态有关.即月球相对移动中心地球没有自转,而水星相对太阳有自转.所以当质量、状态都是定值时,引力常数是定值.

选C
A是开普勒定律
B牛顿的万有引力定律
C对的

没有,他只是测出了引力常数.

1750年,剑桥大学有位名叫约翰·米歇尔的教授,他在研究磁力的时候,使用了一种巧妙的方法,可以观察到很弱小的力的变化.卡文迪西得到这个消息后,立即上门请教.米歇尔教授向年轻的卡文迪西介绍了实验的方法.他用一根石英丝把一块条型磁铁横吊起来,然后用力一块磁铁去吸引它,这时后石英丝就发生了扭转,磁引力的大小就清楚的看出来了.卡文迪西从这里受到了很大启发,他想,能不能用这个方法测出两个物体间的微弱引力呢?从米歇尔那里回来后不久,卡文迪西仿制了一套装置：在一根细长杆的两端各安上一个小铅球,做成一个像哑铃似的东西；再用一根石英丝把这个“哑铃”从中间横吊起来.他想,如果用两个大一些的铅球分别移近两个小铅球,根据万有引力定律,“哑铃”一会在引力的作用下发生摆动,石英丝也会随着扭动.这时候,只要测出石英丝扭转的程度,就可以进一步求出引力了.(请参见『沈慧君、郭奕玲编着：经典物理发展中的著名实验,凡异出版社,p57~80 (引力常量的测定) 』) 这个推论在理论上是成立的,可是卡文迪西实验了许多次,都没有成功.原因在哪里呢?还是由于引力太微弱了,比如两个一公斤重的铅球,当它们相距十厘米时,相互之间的引力只有百万分之一克,即使是空气中的尘埃,也能干扰测量的准确度.因此,在当时的条件下,完全靠肉眼来观察确定石英丝的微小变化,实验难免会失败.时间就这么不知不觉地过去了几十年.1785年,库仑提出库仑定律(注1).因为库仑扭力计的发明,给卡文迪西 (Cavendish,1731~1810) 很好的启示,但是,用库仑的方法,还是测不出万有引力,因为万有引力比电力小了将近40次方,仪器要更更更精密才行哪!卡文迪西苦思冥想,怎样能把石英丝的微小扭转加以放大的方法?但一直都没有结果.直到1798年的一天,卡文迪西到皇家学会去参加一个会议.走在半路上,他看到几个小孩子,正在做一种有趣的游戏：他们每人手里拿着一面小镜子,用来反射太阳光,互相照着玩.小镜子只要稍一转动,远处光点的位置就有很大的变化.看到这里,忽然一个念头闪过他的脑海,他联想起了石英丝扭转放大的问题,借助小镜子不是正好可以使其得到解决吗?他抑制不住自己激动的心情,掉头跑回实验室,重新改进了实验装置.他把一面小镜子固定在石英丝上,用一束光线去照射它,光线被小镜子反射以后,射在一根刻度尺上.这样,只要石英丝有一点极小的扭转,反射光就会在刻度尺上明显地表示出来.卡文迪西把这套装置叫做“扭秤”.扭秤有很高的灵敏度,利用这套装置,卡文迪西终于成功地测得万有引力常量G是(6.754±0.041)×10-8 达因·厘米2 /克2 ,这个值同现代值(6.6732±0.0031)×10-8 达因·厘米2 /克2 相差无几.根据引力常量,卡文迪西进一步算出了地球的重量是5.976×1024 公斤.卡文迪西从十几岁读大学时开始提出这个问题,直到1798年用实验方法“称”出了地球的重量,整整五十年.距离牛顿提出万有引力定律约100年

英国科学家亨瑞·卡文迪许将一条细线系于一个轻质木棒的中端,并在木棒的两端各系上一个小铅球,从而制成了一个简单的装置,木棒可绕悬线自由扭动.这样,只需轻轻一碰,木棒两端的小球就可改变装置的运动状态.利用这一方法,卡文迪许测出了不同作用力产生的“扭矩”.
而后,卡文迪许将两个较大的金属球分别装于这两个小球的附近,这两个金属球与两个小球之间的引力使悬线发生轻微的扭动.根据扭臂的长度,卡文迪许计算出了两对球体之间的相互的吸引力,进而他根据两对球体的中心距和各球的质量,以及位于地表的相同球体所受的重力（该重力大于两球间的相互作用力）,与两对球体间吸力的差值计算出了地球的质量.

解题思路：

牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，故BCD错误，A正确。

故选A.

A

解题思路：根据地在地球表面万有引力等于重力公式先计算出地球质量，再根据密度等于质量除以体积求解．

根据地在地球表面万有引力等于重力有：[GMm
R2=mg
解得：M=
gR2/G]
所以ρ=[M/V]=[3g/4πGR]．
答：地球的质量M和地球的平均密度各是
gR2
G，[3g/4πGR]．

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 该题关键抓住在地球表面万有引力等于重力和密度公式，难度不大．

解题思路：日心说错误，地心说也错误；卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量，而牛顿发现万有引力定律，同步卫星的周期与地球自转周期相等，从而即可求解．

A、因为太阳不是宇宙的中心，太阳围绕银河系中心旋转，日心说是错误的，而地心说是指地球绕太阳转，是错误的，故A正确；
B、卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量，而牛顿发现万有引力定律，故B正确，C不符合事实；
D、地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，故D正确；
本题选不符合事实的，故选：C．

点评：
本题考点： 物理学史．

考点点评： 考查日心说与地心说内容的区别，掌握万有引力定律的发现者，及万有引力常量的测量者，注意同步卫星的周期．

AB

牛顿发现地球对周围物体的引力与太阳对行星的引力是相同性质的力，及牛顿首先发现的万有引力定律，C错；开普勒发现行星沿椭圆轨道绕太阳运动，D错；

解题思路：根据万有引力定律F=G

m1m2

r2

，由质量、距离和力三个量的单位推导出G的单位．

万有引力定律F=G
m1m2
r2，公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，
由公式推导得出，G的单位为N•m²/kg²．
故选：C．

点评：
本题考点： 力学单位制．

考点点评： 物理量的单位分基本单位和导出单位，导出单位由基本单位根据公式进行推导得出．

解题思路：入射光线不变时，当入射角改变α时，反射角改变2α，采用放大法，从而即可求解．

卡文迪许测量引力常量使用的扭秤装置和库仑做实验使用的库仑扭秤，都利用入射光线不变时，当入射角改变α时，反射角改变2α的原理，将扭秤转动的角度通过反射光线在屏上光斑移动显示出来，采用放大法．
故选：C．

点评：
本题考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

考点点评： 对于物理实验常用的科学研究方法要理解并记忆．放大法是将微小的量放大，变得直观，是常用的研究方法．