引力常量是否每个星球都相同

6.3引力常量的测定
一.教学与学的目标要求
1、了解卡文迪许试验装置及其原理
2、知道引力常量的意义及其数值
重点难点：
1、了解卡文迪许试验装置及其实验原理
2、了解实验中采取的的放大措施
知识储备：为了学好本节内容，你还需要复习万有引力定律。
二、基础内容导学与思考
1、牛顿虽然发现了万有引力定律，却没有给出准确的引力常量，这是因为
                                                                。
2、1789年，即在牛顿发现万有引力定律一百多年后，    物理学家      ，巧妙地利用扭秤装置，第一次在试验室里比较准确的测出了引力常量。
3、扭秤试验的装置：一个轻而坚固的    ，倒挂在一个金属丝的下端。t形架水平部分的两端各装一个         ，t形架的竖直部分装         ，它能把射来的光线反射到    ，
这样就能比较精确的测量金属丝的扭转。
4、扭秤试验：试验时，把两个质量都是m'的大球放在如图所示的位置，他们跟小球的距离相等。由于m受到m'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平面镜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和m'的引力f。卡文迪许经过多次试验，证明牛顿的万有引力定律时正确的，并测出了引力常量。
5、引力常量测出的物理意义：
                                       。
三、例题分析：
（例题）两艘轮船，质量分别时5.0×107kg和1.0×108kg，相距10km，求它们之间的引力。将这个引力与它们所受的重力相比较，看看相差多少倍。

四、课堂练习：
1、在宇宙天体中，大麦哲伦云的质量为太阳之类的1010倍，即2.0×1040kg。小麦哲伦云的质量是太阳质量的109倍，即2.0×1039kg。两者相距5×104光年（1光年=9.5×1015m）。求两者之间的引力。

2、一个质子由两个u夸克，一个d夸克组成。一个夸克的质量是7.1×10-30kg，求两个夸克相距1.0×10-16m时的相互引力（质子的半径为1.0×10-15m）。

万有引力常量为g=6.67x10^-11n·m2/kg2
万有引力常量的测定
牛顿发现了万有引力定律，但引力常量g这个数值是多少，连他本人也不知道。按说只要测出两个物体的质量，测出两个物体间的距离，再测出物体间的引力，代入万有引力定律，就可以测出这个常量。但因为一般物体的质量太小了，它们间的引力无法测出，而天体的质量太大了，又无法测出质量。所以，万有引力定律发现了100多年，万有引力常量仍没有一个准确的结果，这个公式就仍然不能是一个完善的等式。直到100多年后，英国人卡文迪许利用扭秤，才巧妙地测出了这个常量。
这是一个卡文迪许扭秤的模型。（教师出示模型，并拆装讲解）这个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。
卡文迪许测定的g值为6.754×10-11，现在公认的g值为6.67×10-11。需要注意的是，这个引力常量是有单位的：它的单位应该是乘以两个质量的单位千克，再除以距离的单位m的平方后，得到力的单位牛顿，故应为n·m2／kg2。

之所以称为常量就是因为无论哪个星球的引力常量都相同