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物理不白学系列-使用phyphox贼准的估算楼层高度

 新用户5228KeDY 2021-11-26

这几天正在讲超重和失重,这个使用手机测量电梯加速度-时间图象的研究项目,既是教材后面的练习题,也是前两年琢磨phyphox的教学应用时研究过的。

只是当时的实验做的非常粗糙,后来也没有再细化。

课堂上的时候,给了学生一个小问号:回家大家在自己上楼的时候,把手机按到电梯壁上,然后测量一下a-t图象,再自己尝试一下,看看能不能算出来楼层高度,把你的测量曲线截屏发给我,我就会告诉你,你家住在几层楼。

但是有只小伙伴发给了我一张截屏,然后我算了两遍,数据都清晰的表明他家最多就住在3楼,很可能是2楼。

但是小伙伴笑而不语,说是11楼,他的a-t曲线是从有人下楼了的5楼记录到11楼的。

于是晚上把另一个phyphox记录的a-t曲线处理了,并简单录制了视频。这种粗略的估算,确实会有一些误差,但不会太大:

  1. 电梯的加速,是经历了加速度增大、加速度不变和加速度减小三个阶段;之后电梯匀速,然后再开始减速,减速过程中加速度先增大、再不变、再减小。最终电梯静止。这种问题是北京高考的2012年第23题,但是现在课时实在是紧张到要命,只能简单一带而过。没练过。

  2. phyphox记录的曲线噪声非常大,人工取出平均值的时候,会产生误差。但这误差也不会大。

下面的视频,介绍了计算的全过程。计算借助了几何画板,一个算式也没有,因为几何画板有本领进行各种运算,包括以面积作为速度的计算。

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