1 . 牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，为什么呢？最终哪位科学家通过什么方法解决了这个问题呢？引力常量的测定具有哪些意义呢？

2 . 法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止点电荷间的相互作用力，并于 1785年发现了库仑定律。
1．如图所示为库仑扭秤实验装置，已知在平衡状态下，悬丝转动的角度α与库仑力 F的大小成正比。以下判断正确的是（　　）

A．若仅将C的电荷量减小一半，可能增为原来的两倍

B．若仅将C的电荷量减小一半，可能减为原来的一半

C．若仅将A、C间的距离增加一倍，将减为原来的一半

D．若仅将A、C间的距离减小一半，将增为原来的两倍

2．氢原子由带正电的原子核和核外电子组成，电子绕氢核做近似匀速圆周运动。氢原子内质子和电子间距离为，质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。

	线度 （m）	质量 （kg）	电量（C）
质子	10-15	1.67×10-27	1.6×10-19
电子	10-18	9.1×10-31	1.6×10-19
G=6.67×10-11N·m2/kg2		k=9×109N·m2/C2

（1）电子受到原子核对其库仑力F_e，运动规律与卫星在行星的万有引力F_G作用下绕行星的圆周运动规律类似，其原因是F_G和F_e的大小都与相互作用物体间的_________成反比；
（2）在计算质子和电子间相互作用力的大小时_________（选择：A能；B不能）将二者视为质点和点电荷，依据是_________。
（3）质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力，(      )
A. >>1             B. >1             C .<1                    D. <<1
3．1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验，测定了万有引力常数。下列说法正确的是（　　）

A．卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的都用到了“微小量放大法”

B．两个实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式

C．卡文迪许扭秤实验需要确保研究小球为电中性

D．万有引力定律和库仑定律的相似性，说明了他们是同一种基本相互作用

4．考虑点电荷产生的电场的叠加
（1）如下图，平面内直线AB和CD垂直相交于O点，AB关于O点对称，CD关于O点对称，M是AO的中点，N是 OB的中点，在AB两点放置等量同种正点电荷，则D点的场强方向为_________；比较N、D两点电势：φ_N_________φ_D（选择：A大于；B等于； C小于）。

（2）如图，在（a，0）放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）放置电荷量为-q的负点电荷，在距P（a，a）为的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置为________，电荷量为________。

4 . 卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m和m′的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m′连线长度为r，且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），求引力常量的表达式（扭转力矩=力₁×力臂₁+力₂×力臂₂）（详细的推导过程）

5 . 简述如何在卡文迪许扭秤实验中用“放大法”测量T形架转动的微小角度。

6 . 在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，如图为卡文迪许扭秤实验示意图。
（1）若在某次实验中，使用卡文迪许扭秤测出质量为和、球心间相距为r的两个小球之间引力的大小为F。写出万有引力常量G的表达式；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，写出地球质量及地球平均密度的表达式。

7 . 在一次测定引力常量的实验中，已知一个质量是0.8kg的球，以的力吸引另一个质量是的球，若两球球心相距，则引力常量为多少？

8 . 引力常量和静电力常数都是由英国物理学家卡文迪许测出的．( )

9 . 牛顿发现了万有引力定律并成功测出了引力常量的数值．( )

10 . 牛顿认为公式中的引力常数G是普适常数，不受物体的形状、大小、地点和温度等因素影响，引力常数的准确测定对验证万有引力定律将提供直接的证据。英国物理学家卡文迪许（H.Cavendish1731-1810）根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法，采用扭秤法第一个准确地测定了引力常数。扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量是的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝地扭转。实验时，把两个质量都是地大球放在如图所示的位置，它们跟小球的距离相等。由于受到的吸引，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，进而求得与的引力F。
（1）若已知小球的质量，大球质量，两球心间的距离，请据引力常量G的标准值求出两球间万有引力F的大小。（保留三位有效数字）
（2）卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受重力等于地球对物体的引力，请用地球表面的重力加速度g、地球的半径R和引力常量G，推导表示出地球的质量M.