物理奥林匹克竞赛实验专题

第 7期试题解答注意 ,这里切不可将重力加速度当成常量 .相反 ,它是一个待测的物理量 .由于地球表面物体 (质量为 m)所受的重力近似等于它与地球之间的引力mg=Gm MR2式中 G为万有引力常量 ,M为地球质量 ,R为所要测定的距离 .显然 ,重力加速度 g不能视为常量 ,而是要通过测量予以确定 .质量为零的弹簧在砝码作用下沿竖直方向作简谐振动的公式为T=2 π mk式中 k为弹簧的劲度系数 .改变砝码质量 ,并测量振动周期 ,通过 T2 -m图的斜率可以求出 k.由胡克定律可得f =mg=kx式中 x为弹簧在砝码作用下的位移 .改变砝码质量并测量相应的位移 ,因 k…     

牛顿第二定律在引力场中失效

牛顿第二定律只阐明物体的加速度ａ、质量ｍ和所受合外力Ｆ三者间的关系 .对于质量相同的物体 ,加速度跟受到的合外力成正比 ;相同的合外力作用于质量不等的物体 ,其加速度跟质量成反比 .在国际单位制中 ,该定律的数学表达式为 :Ｆ =ｍａ…………………… (1 )此定律适用于惯性参照系 ,式中的ｍ叫物体的惯性质量 .至于物体所受的力跟它的质量是否有关 ?却未涉及 .理论和实践都证明 ,物体除了受孤立的万有引力或重力之外的不平衡外力作用时 ,牛顿第二定律都适用(在经典力学范围内 ) ,并且这种合外力跟物体的质量无关 .然而在孤立的引力场或重…     

关于“第五种力”实验的新结果

Fischbach等人对Eotvos实验资料进行了重新分析,并根据Stacey等人在深井中对重力加速度测量的结果,提出了存在“第五种力”的可能性1).Fischbach等人提出的这种力比引力更弱且具有宏观有限的力程,并且被认为可能与物体重子数密度有关. 自那以来,物理学家进行了一系列新实验来检验这种力是否存在以及它的性质.这些实验大致可分为两类:一类是与 Stacey等人的实验类似的地球物理测量.它们主要探测物体间的引力与经典的平方反比定律的偏离,并由此确定是否存在这种新的力.另一类实验着重检测物体间的引力是否和它们的成分有关.因为牛顿-爱因斯…     

绝对重力仪的技术发展:光学干涉和原子干涉

绝对重力仪是直接开展绝对重力测量的精密计量仪器.绝对重力测量是指对地球表面重力加速度值的直接测量,其在地球科学和计量科学等领域都有十分重要的应用.历史上最早的绝对重力测量约在1590年.1590～1960年,主要利用摆仪的摆长和自由摆周期来开展绝对重力测量.自1960年起,随着激光技术的发明,高精度绝对重力测量有了新的...     

变质量牛顿运动定理及其应用

变质量问题是经典力学中常遇到的问题,此类问题可通过系统的动量定理、动能定理或功能原理解决,但大部分老师和学生仍然对牛顿第二定律更加熟悉.本文通过牛顿第二定律和系统的动量定理两种方法推导出了适用于变质量物体的运动方程,并写成与牛顿第二定律相同的形式,便于理解与应用,命名为变质量牛顿运动定理.此定理为解决变质量问题提供了一...     

用气轨测定惯性质量

惯性质量是根据牛顿第二定律定义的,即m=F/a(m称为物体的惯性质量,F为作用于物体的合外力,a为物体所获得的加速度),它是物体对运动状态发生变化的抵抗能力的量度.物体的惯性质量的大小,不能用天平测定,因为天平测定的是物体的引力质量,故必须用动态法测定.在普通物理实验中,通常使用专门仪器——惯性秤测定.我们用气垫导轨装置进行实验所获得的结果表明:气垫导轨装置不但可以测量物体的惯性质量,而且测量精度比惯性秤高,值得推荐.本文着重论述用气垫导轨装置测定物体的惯性质量的实验原理,同时具体介绍实验所用仪器和实验结果.一、实验原理…     

影响弹簧测力计称量的两个因素

1弹簧测力计称量的是物体的重力G,它是引力F与地球自转产生的惯性离心力P的合力.由于地球表面形状不规则以及地球内部质量分布不均匀,地球对其表面各点物体的引力是不同的.     

对惯性质量与引力质量相等的讨论

许多教科书上都谈到了表现物体的惯性的质量称为惯性质量，而决定两物体间引力的质量称为引力质量．然而读者不容易懂的地方在于为什么会出现两种质量．万有引力定律不是清清楚楚地写着：“两物体问的引力和质量成正比”么？这里已经说了引力和质量成正比，为什么又要讨论这个质量与牛顿第二定律里的质量的差别呢？问题再提尖锐一点：为什么没有人讨论库仑定律中的电量q和电容器公式中的电量q的区别呢？这个问题提得不是没有一点道理的．     

宇宙射线引起的地球正电荷积累

宇宙射线是从宇宙空间射来地球的微观粒子流,其中质子占原初宇宙射线的荷电粒子的90% 左右,其余是α粒子和其它原子核,电子仅为质子流的1 % .因此,宇宙射线可以看作是从宇宙空间不断流向地球的正电荷流.在太阳活动最大年,由于行星际磁场的调制作用,赤道面上宇宙射线强度比高纬度区域小.由人造卫星得到的测量结果表明:太阳活动最大年在大气层顶赤道面上宇宙射线的强度为[1] 0.56粒 子/厘米～2 ·秒.取上述值的一半,i=0.28 粒子/厘米～2 秒,地球的半径 R= 6.4 × 10～8 厘米,地球的表面积S=4πR～2 = 5.1×10～18厘米～2 ,则流向地球的宇宙…     

中专物理(上册1-4章)解题指南

第一章力本章知识要点为；两个概念─—力、力短；两种方法─—受力分析方法和力的计算方法；两种平衡条件─—共点力作用下物体的平衡条件和力矩平衡条件．1如何分析判断力1．1重力的分析判断1.1.1重力的产生：由于地球对物体吸引而产生的力，是一种非接触力．1．1．2．重力的大小：G-mg.1．1．3重力的方向：竖直向下．注意：重力只近似等于地球与物体间的万有引力．重力的大小与物体的运动状态无关1．2弹力的分析判断1．2．1弹力的产生：发生了形变的物体，对与它接触，并使它发生形变的物体产生的作用力弹力的产生，一定有接触和弹性形…     

利用打点计时器上好牛顿第二定律实验

Ｊ０２０３型电磁打点计时器（简称打点器）与２１０８斜面、小车等仪器配合可验证牛顿第二定律．但是,学生对这个实验原理不理解,数据处理有困难,针对这一现象,结合我们教学经验谈谈如何利用打点计时器做好牛顿第二定律实验．１复习牛顿第二定律引出实验目的 本实验所证明的是：“物体的加速度与物体所受外力成正比,与物体质量成反比．”为了使学生更好地理解上述表述方法,首先对牛顿第二定律进行复习． 牛顿第二定律表达式：Ｆ＝Ｍａ（ａ＝Ｆ） 即：（１）当质量Ｍ一定时： ａＦ在ａ～Ｆ坐标系中ａ随Ｆ的变化图线是一条直线．如图１…     

行星重力的后牛顿近似对卫星作用的估计

将行星重力的广义相对论后牛顿近似应用于木星系统和撞击木星的彗星Shoe maker Levy 9,计算了木星重力的后牛顿改正和它的卫星的进动效应,并与地球月球系统作比较,进行分析和讨论 关键词： 重力的后牛顿近似 木星及其卫星 彗星Shoe maker-Levy 9 广义相对论     

旋转液面的光学性质探究及应用

匀速旋转的圆柱形容器带动其中盛放的液体围绕容器中心轴匀速旋转时,液体的表面在离心力与重力的综合作用下会形成一个抛物面.该抛物面的光学焦距与重力加速度和转速有关,从而利用该装置测量了本地的重力加速度,并利用抛物面聚光的性质制成了一个简易的反射式牛顿焦点系统望远镜,还测定了望远镜的横向放大率与转速之间的关系.     

牛頓第二定律演示实驗的改进

现行高一物理课本中关于“牛顿第二定律”的教学是从演示实验出发,根据实验结果归纳出这条定律的。这个实验是要定量地研究力、质量和加速度三者之间的关系,其中加速度可以根据初速度为零的匀加速度的路程公式(S=at~2/2,α=2s/t~2)而求得。所以,在实验过程中应该测定的物理量是力、质量、路程和时间。这些物理量要很准确地测定出来。必须分析一下这个实验装置。一般说来,牛顿第二定律的实验装置应该具备下列两个主要组成部分: 第一是运动系统,它的作用是使物体作匀     

广义相对论的实验验证

 自1687年《自然哲学的数学原理》问世以来,牛顿力学取得了很大的成功与发展。很少有理论能和万有引力定律的预言的准确性相比拟。但即使如此,牛顿的理论也不是十分完善的。一个例子是水星的近日点的进动。水星轨道长轴的方向在空间不是固定的,在一世纪内会转动5601秒弧度。用牛顿理论计算出所有行星对它的影响后,还差43秒弧度与观测不符,另外,牛顿引力理论有一个很严重的缺陷,就是它认为引力的传播不需要时间。例如,如果太阳表面某处突然爆发日珥(喷出明亮的气团),按牛顿理论,其引力变化在地球上即时即可发现,这一点直接违反了狭义相对论.     

万有引力定律的教学

1教学目标 ①知识与技能（1）了解牛顿发现万有引力定律的两次重大突破及其思考与检验．（2）了解月球绕地球公转及其对立情形、地球表面附近物体各种运动情形,赤道上物体随地球自转而做匀速率圆周运动及其两个极限情形．     

质量的多样性及有关的一些问题

一、质量的多样性1.惯性质量和引力质量 “质量”这一概念是1687年牛顿在他的名著《自然哲学的数学原理》一书中明确提出来的.牛顿写道:“物质之量,以其密度及体积联合度之”、“此项物质之量,以后我们将以物体或质量名之”.按照牛顿的看法,物质的量或质量是绝对不可入的原子所带有的,某一物体的体积内容纳的原子愈多,物质的量就愈大;原子在物体中徘列愈密,原子就愈多,物体就含有更多的物质的量.仙还认为构成物质的原子具有不可入性、惯性、引力等不变的基本属性.其中惯性概念是由牛顿第一定律引入的,惯性的大小则通过牛顿第二定律表现出来.…     

新型高精度绝对重力仪

精密测量地球表面的重力加速度(g, 常用值9.81 m/s²) 是探测地球重力场的重要途径, 已广泛应用于计量、测绘、地质、地震与资源勘探等领域. 随着我国"2000国家重力基本网"和"中国地壳运动观测网络"的建成, 对高精度绝对重力测量的需求日益增加. 为深入研究现有绝对重力测量技术可能存在的系统误差, 并满足国内多个领域对高精度绝对重力仪的迫切需求, 自主研制T-1型可搬运式高精度绝对重力仪样机, 采用经典的真空自由落体方案, 通过激光干涉测量和数据拟合方法获得重力加速度值. T-1型绝对重力仪主要包括以下几部分: 高真空度自由落体装置、小型化激光干涉测量装置、超低频垂直隔振系统、高速信号采集系统、仪器控制与数据处理系统. 绝对重力测量的长度基准为稳频He-Ne激光器, 时间基准为铷原子钟, 这两项现有基准的测量不确定度都优于1× 10^-9. 测试结果表明, T-1型绝对重力仪在12 h内重力测值的标准差可优于1 μupGal (1 μupGal = 10^-8 m/s²), 测量结果的复现性优于3 μupGal, 可实现微伽量级不确定度的精密重力测量, 有望在我国多个关键领域发挥重要应用.     

浅析气垫测重力加速度实验中气流阻力的影响

气垫实验是大学物理中的一个重要实验，对学生理解和掌握牛顿第二定律有很大的作用．在气垫技术测重力加速度中.     

基于阿基米德定律测量重力加速度

基于阿基米德定律设计一种测量重力加速度的实验装置,对重力加速度进行测量.通过本实验得到的重力加速与当地重力加速度标准值的相对误差为0.14%,这为实验测量室重力加速度提供一种新方法。