Question

假設(shè)我們已經(jīng)進入了航天時代，一個由三個高中學(xué)生組成的航天興趣小組正乘外星科學(xué)考察飛船前往X星球，準(zhǔn)備用攜帶的下列器材測量X星球表面的重力加速度g，這些器材是：

　 A．鉤碼一盒，質(zhì)量未知且各鉤碼質(zhì)量不等　

　 B．重錘一個，質(zhì)量未知

　 C．帶孔金屬小球一個，直徑已知為d

　 D．太陽能電池板一塊，輸出直流電壓可滿足任何要求

　 E．無彈性的絲線若干根

　 F．導(dǎo)線，開關(guān)若干

　 G．刻度尺1把

　 H．測力計1個

　 I．天平1臺（含砝碼1盒）

　 J．打點計時器1臺（含復(fù)寫紙片、紙帶）

　 K．電子秒表1個

　 L．帶有光控計時器的實驗平板一塊．在平板兩端各有一個光控門，同時還配有其專用的直流電源、導(dǎo)線、開關(guān)、重錘線、滑塊，該器材可用來測量物體從—個光控門運動到另—個光控門的時間

　 M．支架：能滿足實驗所需的固定作用

到達X星球后，三個學(xué)生從以上器材中選擇各自所需的器材（同一器材可以重復(fù)選用），用不同的方法各自獨立地測出了重力加速度g的值．

現(xiàn)請你完成他們所做的實驗：

　 實驗一：（已經(jīng)完成）

　 （1）器材有：A、H、I

　 （2）主要的實驗步驟是：

　 ①選取一個合適的鉤碼，用天平測出質(zhì)量m

　 ②用測力計測出該鉤碼的重力F

　 ③計算重力加速度的表達式為

　 實驗二：

　 （1）選用的器材有_________________

　 （2）寫出主要的實驗步驟（簡明扼要）．

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　 實驗三：

　 （1）選用的器材有_________________

　 （2）寫出主要的實驗步驟（簡明扼要）．

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Answer 1

   答案：實驗二：   

（1）C、E、G、K、M

  （2）①組裝并安裝好單擺，測出擺線長度L

       ②測出n次全振動的時間t，算出周期

       ③計算重力加速度的表達式為

    實驗三：

  （1）G、L、M

  （2）①將帶光控計時器的平板用支架豎直架穩(wěn)

    　　　 ②測量兩個光控門之間的距離s

   　　　　③把滑塊從上面的一個光控門處自由釋放，讀出下落時間t

④計算重力加速度的表達式為

說明： 這是一道開放性實驗試題，在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)到了多種測重力加速度g的實驗方法．該試題提供了X星球表面作為實驗場所，要求考生應(yīng)用所學(xué)的知識在試題所提供的器材中選擇合適的器材組合，進行測量．

由題述的實驗一的完成過程，又為要求考生完成的實驗二、實驗三的解答提供了解答模式．試題設(shè)計巧妙，難度不大，既考查了教材要求的測勻變速直線運動的加速度、用單擺測重力加速度的實驗，更考查了學(xué)生的綜合能力，實屬值得為之叫好的開放性能力型實驗題．根據(jù)題給器材可知，攜帶的既有利用公式G＝mg測重力加速度g的器材，又有可測勻變速直線運動的加速度的器材，還有組裝成利用單擺測重力加速度g的器材．顯然后兩個實驗測g的方法正是該題的答案．