Question

卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置，第一次在實驗室里測出了萬有引力恒量的數值，在他的實驗裝置中，下列哪些措施是為了測量極小的引力而采取的？（　　）
①將測量力變為測量力矩
②使固定小球的質量盡可能大些
③用鏡尺法顯示扭秤的偏轉情況
④把實驗裝置放在恒溫箱內．

A．①③

B．①②③

C．①③④

D．①②③④

Answer 1

分析：為測量石英絲極的扭轉角，實驗采取了“微小量放大”．當引進m′時由于物體間引力作用，使石英絲極發生微小的扭轉，從而帶動平面鏡轉動，導致經平面鏡反射過來的光線發生較大變化，得出轉動的角度．列出石英絲極微小的扭轉力矩等于引力力矩的表達式，從而求出引力常量．

解答：解：實驗裝置如圖．根據引力的力矩與石英絲的扭轉力矩平衡，得出引力的力矩，從而得到引力．故①正確．
由于引力常量G非常小，兩球的質量之間的引力很小，固定小球的質量增大，并不能使引力明顯增大，故②錯誤．
為了測量石英絲極微小的扭轉角，該實驗裝置中采取使“微小量放大”．利用平面鏡對光線的反射，來體現微小形變的．當增大刻度尺與平面鏡的距離時，轉動的角度更明顯，采用鏡尺法顯示扭秤的偏轉情況；故③正確．
引力與溫度無關，溫度測量結果沒有影響，故④錯誤．
故選：A．

點評：本題要知道卡文迪許扭秤裝置的原理，知道該實驗巧妙地利用光的反射將因引力產生微小轉動的角度放大，同時利用力矩平衡來解題，能拓寬學生的解題思路，提高解題能力．