生活中的物理-手机加速度传感器探究电梯中的超重与失重

生活中的物理-手机加速度传感器探究电梯中的超重与失重

物理学是一门基于实验的科学。 实验探究是高中物理核心素养的重要组成部分。 高中物理中许多概念的建立、规律的探索和应用都离不开实验探究。 本文利用智能手机加速度传感器在电梯中进行超重和失重实验； 智能手机放置在电梯地板上并随电梯移动。 通过智能手机的加速度传感器，提取加速度随时间变化的数据。 根据超重与减肥的原理，F=mg+ma（加速度a有正负值），利用Excel对数据进行处理，绘制图表，得到压力F随时间的变化。 图像。 图像使实验效果更加明显和直观，更有利于了解超重和失重的本质。

图1 衡量手机质量

图2 电梯上升过程中压力随时间变化的图像

用天平测得手机质量为146g，如图1所示。实验时，将手机平放在电梯地板上。 电梯从1楼移动到11楼。 打开加速度传感器软件，获取加速度随时间变化的数据。 同时，可以获得手机对电梯楼层的压力随时间变化的图像，如图2所示。从图像中可以清楚地看出，电梯在加速过程中处于超重状态。向上。 手机对地板的压力约为1.53N。 此后，电梯以匀速直线运动。 差不多到了11层就开始减速上升，处于超重状态。 图3是电梯从11层到1层的压力变化示意图。 从图中可以看出，电梯首先加速下降，手机处于失重状态，然后匀速运动，最后减速下落，处于超重状态。

图3 电梯下降过程中压力随时间变化的图像

智能手机的快速发展推动了教育技术的创新，正在改变教师教育教学的方法和理念。 不同地区的不同学校，由于条件限制，可能无法装备新的数字实验室（如数字化实验室）。 这些基于智能手机平台的技术让每一位教育者能够根据实际需要创新实验、改进教育教学方法。 除了智能手机传感器之外，还有很多应用程序，例如Video（根据捕获的物体运动视频分析物体的位置、速度和加速度的软件）、智能手机物理虚拟实验室以及创建微课的应用程序等。微客宝、创客等手机。 随着5G技术的实现，智能手机将在教学中得到更广泛的应用，以智能手机为代表的移动终端将引领教育教学的发展趋势。