即可算出重力加速度g

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物理实验之用单摆测定重力加速度

物理实验之用单摆测定重力加速度

用单摆测定重力加速度实验目的用单摆测定当地的重力加速度实验原理当单摆摆角很小(小于50)时,可看作简谐运动,其固有周期为,由公式可得故只要测定摆长l和单摆的周期T,即可算出重力加速度g。

实验器材长约1米的细线、小铁球、铁架台(连铁夹)、米尺、秒表。

实验步骤(1)将细线的一端穿过铁球上的小孔并打结固定好,线的另一端固定在铁架台上,做成一个单摆。

(2)用毫米刻度的米尺测定单摆的摆长l(摆线静挂时从悬挂点到球心的距离)。

(3)让单摆摆动(摆角小于50),测定n(30—50)次全振动的时间t,用公式求出单摆的平均周期T;(4)用公式算出重力加速度g。

实验记录实验结论实验注意1、细线不可伸缩,长度约1m。

小球应选用密度较大的金属球,直径应较小(最好不超过2㎝)。

2、单摆的上端不要卷在夹子上,而要用夹子加紧,以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变。

3、最大摆角小于5º,可用量角器测量,然后通过振幅来掌握。

4、摆球摆动时要在同一个竖直平面内。

5、计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低点时开始计时,以后摆球从同一方向通过最低点时进行计数,且在数零的同时按下秒表,开始计时计数,并且要测多次全振动的总时间,然后除以振动次数,如此反复三次,求得周期的平均值作为单摆的周期。

实验练习(1)在用单摆测重力加速度的实验中,摆线应选用:A.80厘米长的橡皮筋. B.1米左右的细线.C.1米左右的粗绳.D.25厘米左右的细绳.(2)在用单摆测重力加速度的实验中,摆球应选用:A.半径约1厘米的木球. B.半径约1厘米的铝球.C.半径约1厘米的空心钢球. D.半径约1厘米的空心钢球.(3)在“用单摆测重力加速度”的实验中,单摆得摆角必须小于50,其原因是因为:A.单摆的周期与振幅有关,摆角超过50,测出周期大;B.摆角越大,空气阻力越大,影响实验结果;C.因为简谐振动的周期与振幅无关,摆角小些给实验带来很大方便;D.摆角超过50,单摆的振动不在是简谐振动,周期公式失效.(4)利用单摆测重力加速度的实验中,若测得g 只偏小,可能是由于:A.计算摆长时,只考虑悬线长,而未加小球半径;B.测量周期时,将n 次全振动,误记成n+1次全振动;C.计算摆长时,用悬线长加小球直径;D.单摆振动时,振幅较小.(5)为了提高周期的测量精度,下列那种说法是可取的?A.在最大位移处启动秒表和结束记时;B.用秒表测30至50次全振动的时间,计算出平均值;C..用秒表测100次全振动的时间,计算出平均周期;D.在平衡位置启动秒表,并开始记数,当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表,若读数为t ,7、 在用单摆测重力加速度的实验中,某同学利用两个单摆测得其周期分别为T 1、T 2,已知两个单摆的摆长之和为L ,则测得当地重力加速的表达式为____________。

重力加速度的测量

重力加速度的测量

重力加速度的测量引言重力加速度是地球上一个十分重要的物理量,在物理和工程学科中具有广泛的应用。

本文将介绍重力加速度的定义、测量方法和一些常见的测量设备。

重力加速度的定义重力加速度(g)是指在地球表面上的自由下落物体在一定时间内所获得的速度增加值。

它是一个物体受到地球引力作用的结果,通常用单位时间内速度的变化量表示。

重力加速度的测量方法有多种方法可以测量重力加速度,下面将介绍几种常见的方法。

自由落体法自由落体法是最常用的测量重力加速度的方法之一。

这种方法的基本原理是让一个物体从静止状态自由下落,通过测量下落时间和下落距离,可以计算出重力加速度。

具体步骤如下: 1. 将物体从一个固定高度上释放,并同时启动一个计时器; 2. 当物体落到地面时,停止计时器并记录下落时间; 3. 根据下落时间和下落距离,使用公式 $g =\\frac{2d}{t^2}$ 计算重力加速度。

平衡法平衡法是另一种常用的测量重力加速度的方法。

该方法通过测量一个物体在天平上的质量变化来推断重力加速度。

具体步骤如下: 1. 将待测物体放在一个天平上,记录物体的质量; 2. 在实验室中,进行相同条件的实验来测量天平上物体的质量; 3. 根据物体在天平上质量的变化,使用公式 $g = \\frac{\\Delta m}{m}$ 计算重力加速度。

弹簧法弹簧法是一种利用弹簧的弹性来测量重力加速度的方法。

该方法基于弹簧受到重力和弹性力的平衡关系,通过测量弹簧的伸长量来计算重力加速度。

具体步骤如下: 1. 将一个质量小于或等于弹簧的质量挂在弹簧上,记录弹簧的伸长量; 2. 移除挂在弹簧上的质量,记录弹簧的初始长度; 3. 根据弹簧的伸长量和初始长度,使用公式 $g = \\frac{k}{m}$ 计算重力加速度,其中g为弹簧的弹性系数,g为挂在弹簧上的质量。

常见的重力加速度测量设备除了以上提到的测量方法,还有一些专门用于测量重力加速度的设备。

下面介绍几种常见的设备。

自由落体测量重力加速度实验报告

自由落体测量重力加速度实验报告

自由落体测量重力加速度实验报告本实验旨在通过自由落体测量的方法,测定地球表面上的重力加速度,并探究其与物体质量、高度的关系。

实验原理:自由落体是指物体在无任何阻力作用下,在重力作用下自由下落的运动。

根据牛顿第二定律,物体在受到作用力时,其运动状态会发生变化,加速度大小与作用力成正比,与物体质量成反比。

因此,用自由落体测量重力加速度时,我们可以用下面的公式来计算:g = 2h / t^2其中,g为地球表面上的重力加速度,h为物体自由落体时所经过的高度,t为物体自由落体所用的时间。

实验步骤:1. 在实验室中选定一个高度较高的地方,如实验室楼的顶部。

2. 首先需要测定自由落体的高度h。

在选定的位置上,将测高仪竖直安装,并将其底部与地面齐平。

然后,将被测物体从测高仪的顶部自由落下,记录物体从顶部到达测高仪底部的时间t1,并用测高仪测量物体落下的高度h1。

3. 重复上述步骤,记录至少三组不同的高度和时间数据,以确保实验数据的准确性。

4. 根据实验数据,利用公式计算重力加速度g的值,并计算平均值。

实验结果:我们利用上述实验步骤,得到了三组数据,分别如下表所示:高度h/mt时间t/s1.5t 0.462.0t 0.562.5t 0.64根据上述数据,我们可以计算出每组数据对应的重力加速度g的值,并计算平均值,如下所示:高度h/mt时间t/st重力加速度g/(m/s^2)1.5t 0.46t 9.452.0t 0.56t 9.892.5t 0.64t 9.76平均值t 9.70结论分析:通过实验,我们可以得出地球表面上的重力加速度约为9.70 m/s^2,这个值与我们预计的值基本一致,说明本实验方法的有效性和准确性。

此外,我们还可以看出,重力加速度与物体的质量和高度无关,这也符合牛顿第二定律的原理。

重力加速度 公式

重力加速度 公式

重力加速度公式重力加速度是指物体在重力作用下的加速度,通常用字母"g"表示。

根据牛顿第二定律,物体受到的合力等于物体的质量乘以加速度,因此可以得出重力加速度的计算公式为:g = F/m,其中F为物体所受的重力,m为物体的质量。

重力加速度是地球上物体受重力作用下的加速度,其大小约为9.8米/秒²。

这意味着,在没有其他力的情况下,物体每秒钟的速度将增加9.8米。

重力加速度的方向是向下的,即垂直于地面向下的方向。

重力加速度对物体的运动轨迹和速度产生了重要影响。

根据重力加速度的定义,物体受到的重力与物体的质量成正比,因此质量越大的物体受到的重力越大。

这解释了为什么较重的物体下落的速度比较轻的物体快。

根据重力加速度的公式,我们可以计算出物体在某段时间内的速度变化。

假设一个物体从静止开始自由下落,经过t秒后的速度v可以用公式v = gt来计算。

这个公式可以帮助我们预测物体在某个时间点的速度。

重力加速度还与物体所处的位置有关。

在地球上,重力加速度的大小在不同的地方是基本相同的,但在其他行星或天体上可能会有所不同。

例如,在月球上,重力加速度约为1.6米/秒²,比地球上小了很多。

重力加速度的概念也与地球上物体的重量有关。

物体的重量是指物体受到的重力的大小,即W = mg,其中W为物体的重量,m为物体的质量,g为重力加速度。

重力加速度的大小决定了物体的重量。

除了地球上的物体,重力加速度也适用于其他天体上的物体。

例如,太阳系中的行星和卫星都受到太阳或行星的引力作用,其运动也遵循重力加速度的规律。

重力加速度的研究对于理解宇宙中物体的运动和相互作用具有重要意义。

总结起来,重力加速度是地球上物体受到的重力作用下的加速度。

它与物体的质量和位置有关,决定了物体的运动轨迹和速度。

重力加速度的计算公式为g = F/m,其中g为重力加速度,F为物体所受的重力,m为物体的质量。

通过研究重力加速度,我们可以深入理解物体在重力作用下的运动规律,以及宇宙中物体的相互作用。

重力加速计算公式

重力加速计算公式

重力加速计算公式重力加速计算公式:g = G * M / r^2人们常常说,地球是我们的家园。

对于地球的重力,我们并不陌生。

它是地球与我们之间的一种吸引力,让我们紧紧地与地球相连,不会飘向宇宙的深处。

重力的大小与我们所处的位置有关。

在地球表面上,重力加速度的大小是9.8 m/s^2。

这个数值是怎么来的呢?我们可以通过一个简单的公式来计算。

这个公式是这样的:g = G * M / r^2。

其中,g代表重力加速度,G 代表万有引力常数,M代表地球的质量,r代表地球到我们所处位置的距离。

万有引力常数G是一个固定的值,约等于6.67 * 10^-11 N(m/kg)^2。

地球的质量M是一个大约为5.97 * 10^24 kg的数值。

地球到我们所处位置的距离r可以近似看作地球半径R,约为6371 km。

我们可以将这些数值代入公式中计算,就可以得到地球表面上的重力加速度。

将G、M和r代入公式,计算得到的结果是9.8 m/s^2。

这就是我们所熟悉的地球表面上的重力加速度。

重力加速度的大小对我们的日常生活有很大影响。

它决定了物体下落的速度和力量。

当我们抛出一个物体时,它会受到地球的重力作用,以9.8 m/s^2的加速度向下运动。

这也是为什么我们需要小心把握力度,以免物体过快地下落。

重力加速度还决定了我们的体重。

因为体重是由地球对我们的吸引力所决定的,所以不同的地方体重也会有所不同。

比如,在月球上,重力加速度只有地球的六分之一左右,所以我们会感觉轻飘飘的,仿佛在梦游一样。

重力加速度是我们生活中不可或缺的一部分。

它让我们与地球紧密相连,让我们感受到地球的温暖和安全。

虽然我们无法看见重力,但它却始终存在,并且时刻影响着我们的生活。

所以,让我们感恩地球给予我们的重力,让我们与地球一同旋转,一同舞动。

在这个宇宙中,地球是我们独一无二的家园,而重力则是我们与地球之间的纽带。

让我们珍惜这份纽带,保护好我们的家园。

实验13 用单摆测量重力加速度的大小

实验13 用单摆测量重力加速度的大小

实验用单摆测量重力加速度的大小用单摆测量重力加速度的大小。

由单摆的周期公式T=2π lg ,可得出g=4π2T2l,测出单摆的摆长l和振动周期T,就可求出当地的重力加速度g。

带中心孔的小钢球、约1 m长的细线、带有铁夹的铁架台、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。

1.测摆长用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长l=L+D2。

2.测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过5°),然后释放小球,记下单摆摆动30次或50次全振动的总时间,算出平均每摆动一次全振动的时间,即为单摆的振动周期T。

数据处理的两种方法:方法一:公式法。

根据公式T=2πlg ,g=4π2lT2。

将测得的几组周期T和摆长l分别代入公式g=4π2l T 2中算出多组重力加速度g 的值,再求出g 的平均值,即为当地重力加速度的值。

方法二:图像法。

由单摆的周期公式T =2π l g 可得l =g 4π2T 2,因此以摆长l 为纵轴,以T 2为横轴描点作图,作出的l -T 2图像理论上是一条过原点的直线,如图所示,求出图像的斜率k ,即可求出g 值。

g =4π2k ,k =l T 2=Δl ΔT 2。

1.本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求,即:悬点固定,小球质量大、体积小,细线轻质非弹性,振动是在同一竖直平面内的振动,这些要求是否符合。

2.本实验的偶然误差主要来自时间的测量和摆线长度的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计摆球全振动次数。

使用刻度尺测量摆线长度时,要多次测量取平均值以减小误差。

3.利用图像法处理数据具有形象、直观的特点,同时也能减小实验误差。

利用图像法分析处理时要特别注意图像的斜率及截距的物理意义。

1.小球选用密度大的钢球。

2.选用1 m 左右难以伸缩,且尽量轻的细线。

3.悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。

4.单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°。

重力加速度的测量方法

重力加速度的测量方法

重力加速度的测量方法引言:重力加速度作为地球上物体受到重力作用的加速度,是物理学中的重要概念。

准确测量重力加速度对于科学研究和工程应用具有重要意义。

本文将介绍几种常用的重力加速度测量方法,包括万有引力测量法、简谐振动法、自由落体法和引力差分法。

一、万有引力测量法:万有引力测量法基于万有引力定律,通过量测物体间的引力来测量重力加速度。

具体步骤如下:1.选择一对质量均匀、形状规则的物体,并准确测量它们的质量(m1和m2)和距离(r)。

2.根据万有引力定律,计算物体间的引力F=G*m1*m2/r^2,其中G 为引力常数。

3.根据牛顿第二定律,F=m1*a,将引力F代入,可得重力加速度a=G*m2/r^2。

4.通过实际测量得到物体间的引力和距离,即可计算重力加速度。

二、简谐振动法:简谐振动法利用谐振系统的周期与重力加速度之间的关系,来测量重力加速度。

具体步骤如下:1.选择一个质量较小的质点,将其挂在一根轻质而坚固的弹簧上。

2.将质点从平衡位置稍微偏开,使其自由振动,并记录振动的周期T。

3.根据谐振系统的运动方程,T=2π*√(m/k),其中m为质点质量,k为弹簧的劲度系数。

4.根据牛顿第二定律,F=m*a,将向心力F=m*a代入得到重力加速度a=k/m。

5.通过测量谐振系统的周期和质点的质量,即可计算出重力加速度。

三、自由落体法:自由落体法利用自由落体运动的加速度与重力加速度相等的原理,来测量重力加速度。

具体步骤如下:1.选择一个垂直下落的高度较高的物体。

2.用计时器测量物体从高度h下落到地面所需的时间t。

3.根据自由落体运动的位移公式h=1/2*g*t^2,其中g为重力加速度。

4.通过实际测量得到物体的下落时间和高度,即可计算重力加速度。

四、引力差分法:引力差分法利用引力测量仪器测量垂直方向上的引力差分来测量重力加速度。

具体步骤如下:1.使用引力测量仪器在不同位置上测量重力的大小,得到重力的差分。

2.根据易于计算的位置关系,求得引力差分与重力加速度之间的关系。

两种自由落体法测重力加速度的比较研究

两种自由落体法测重力加速度的比较研究

A c a d e m i c F o r u m/学术论坛两种自由落体法测重力加速度的比较研究莫雪萍1’2 *,梁玉娟1,莫余丽1,劳鑫礼1(1.河池学院人工智能与制造学院,广西壮族自治区河池546300;2.忻城县民族中学,广西壮族自治区来宾546200)摘要:重力加速度是物理学中重要的物理量之一,其大小受到物体所在区域的地理纬度、海拔高度、地质结 构等因素影响。

现有的重力加速度测量方法众多,文章针对自由落体法利用两种不同仪器测定当地的重力加 速度并进行比较分析。

研究结果表明:两种仪器的操作方法都比较简单,FB210E型自由落体仪测得结果的相 对误差相较于打点计时器更小,在对精确度有较高要求时,采用FB210E型自由落体仪测定重力加速度的可信 度更高。

关键词:重力加速度;自由落体法;1^21(疋型自由落体仪;打点计时器1引言重力加速度是重力对自由下落的物体产生的加速 度,在物理学中用g表示,它由物体所在区域的地理 纬度、海拔高度、地质结构和矿藏等因素决定。

不同 区域的重力加速度值各不相同,一般来说,海拔越高 其数值越小;海拔髙度相同时,g值随地理纬度变化;赤道附近的g值最小;南北两极附近的g值最大。

重 力加速度被认定为是非常重要的地球物理参数,对地 震预报、地质勘察、国防建设及科学研究等均有重大 的运用价值。

重力加速度测定实验在中学物理、大学 基础物理中都是重要的实验内容。

目前,已有多种方 法测量重力加速度,实验室常用单摆法、复摆法、气 垫轨道法、自由落体法等。

不同方法各有优缺点,通 过对单摆法、复摆法和自由落体法的比较研究,发现 自由落体法测量重力加速度优势突出;对比研究自由 落体法和单摆法,结果发现采用自由落体法测量结果 较为准确。

实际上,同一种方法还可以用不同的仪器 测量,本文针对自有落体法,利用实验室FB210E型 自由落体仪和打点计时器测定当地的重力加速度值,t为物体下落的时间,g为重力加速度,这是仅仅考虑物体受到重力的一种理想运动。

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5、用圆锥摆:g
2
l cos
6、滴水法测重力加速度: g=2H(N-1)2/t2
例1、某同学在用单摆测定重力加速度的实验中,测出几 组周期T和摆长L值后,在T2—L图象中描绘出了相应的点, 如图所示,试在图中继续完成T2—L图象,由该图象计算 重力加速度的公式是_______________.(简要说明公式中 各物理量的意义)
2.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中,测量 4 种不同摆长情况单摆的振动周期,获得4组数据,以T2 为纵轴、l为横轴作出的T2—l关系图像如图,根据此图 像回答问题: 秒表、米尺、游标卡尺 ①本实验所使用的测量仪器有_______________ . l ②本试验依据的物理原理____________________ . T 2 g ③图线的斜率所表示的物理 2 /s2 2/g T 4 π 意义 _____________. 5.00 ④当地的重力加速度g值 9.86m/s2 (g值保 为____________ 留三位有效数字)
单摆周期与摆长的关系
实验目的
1、 用单摆测定当地的重力加速度。 2、 会使用秒表。
实验原理
当单摆摆角很小(小于10°)时,可看作简谐运动, 其固有周期为 由公式可得
T 2
4 2l g 2 T
l g
故只要测定摆长l和单摆的周期T,即可算出重力加速度g。
实验仪器
长约1米的(不可伸缩的)细线、小铁球、铁架台(连 铁夹)、米尺、游标卡尺、秒表
其中对提高测量结果精度有利的是

A C
解见下页
l 解:根据单摆的周期公式 T 2 g 2 4 l 可得, g 2 T
从该公式可看出,增大摆长 l ,有利于减小误差,提 高测量结果精度;T对测量结果影响较大,采用累计 法测量以减小误差,故D无法提高测量结果精度;
对B来说,由于球体积较大,空气阻力也大,单摆振 动次数少,不利于采用累计法测量周期;故B不利于 提高测量结果精度;
l 只有在小角度的情形下,单摆的周期才满足 T 2 g
综合上述,应选择A、C。
例2、用图甲所示的实验装置演示单摆的振动图象,细 砂从摆动着的漏斗的底部均匀漏出,纸板匀速移动, 移动方向与摆动方向垂直,漏在纸板上的细砂排成粗 细变化的一条曲线,如图乙所示.观察这条曲线,找 出其形态特征,并由此说明砂摆的摆动规律.(要求 列出两条,为叙述方便,可在图上标注字母) 形态特征①: 整体上接近正弦(余弦)曲线 说明砂摆 的摆动(接近于)是简谐运动. 形态特征②:
4.00 3.00 2.00 1.00
0
l/m
0.5 1.0
3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提 出以下几点建议:
A.适当加长摆线
B.质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的 C.单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D.单摆偏离平衡位置时开始计时,经过一次全振动 后停止计时,用此时间间隔作为单摆摆动的周期
实验步骤: 1.在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的 结,将细线穿过球上的小孔,制成一个单摆。 2.将铁夹固定在铁架台的上端,铁架台放在实验 桌边,使铁夹伸到桌面以外,把做好的单摆固定在 铁夹上,使摆球自由下垂。 3.测量单摆的摆长l:用米尺测出悬点到球心间的 距离;或用游标卡尺测出摆球直径 2r,再用米尺测 出从悬点至小球上端的悬线长l',则摆长l=l'+r。 4.把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于5°), 使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成全振 动30至50次所用的时间,求出完成一次全振动所用的 平均时间,这就是单摆的周期T。 2 4 l 5.将测出的摆长l和周期T代入公式 g 2 T 求出重力加速度g的值。 6.变更摆长重做两次,并求出三次所得的g的平均值。
数据处理方法 1、列表法 1 l t N T g g 2 3 2、图象法 T2
0
L
注意事项
1、细线不可伸缩,长度约1m。小球应选用密度较大的金 属球,直径应较小(最好不超过2㎝)。 2、单摆的上端不要卷在夹子上,而要用夹子加紧,以免 单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变,且l=l‵+d/2。 3、最大摆角小于10º,可用量角器测量,然后通过振幅来 掌握。
注意事项: 1.选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线,长度 一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径 应较小,最好不超过2cm。 2.单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹 紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的 现象。 3 .注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过 5°, 可通过估算振幅的办法掌握。 4.摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内, 不要形成圆锥摆。 5.计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时 开始计时,以后摆球从同一方向通过最低位置时,进 行计数, 且在数“零”的同时按下秒表,开始计时计数 。说明砂摆,源自.O′粗细不均匀,

O 乙
摆动过程中速度变化。 . 甲
例3、现给定以下器材: A.闪光照相机 B.秒表 C.打点计时器 D.交流电源4 V~ 6 V E.导线若干 F.纸带 G.复写纸 H.铁架台 I.游 标卡尺 J.重物 K.刻度尺 L.直径1cm钢球 M.1 m长弹 性细线N.照相底片 设计两个测当地重力加速度g的实验方案. (1)从给定器材中选(填器材前面的字母)________,作为 实验器材; (2)需要测量的物理量是 _________________________________________________ ______________________; (3)用你测量出的物理量写出重力加速度g的表达式: g=_____________.
2 28 57 1314 0 1 2 33 12 4 3 26 4 11 35 55 10 5 24 6 9 8 76 37 53 22 8 51 39 20 10 49 41 18 12 47 16 45 14 43
59
0 31
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
4、摆球摆动时要在同一个竖直平面内。
5、计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低点时开始 计时.
思维•能力•训练
其他方法测定重力加速度
2h 1、物体作自由落体运动:g 2 t
2S 2、物体从光滑的斜面上由静止下滑: g 2 t sin G g 3、物体静止于水平面上: m
S 4、用打点计时器:g 2 T
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