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自由落体实验——两种检测方式对比

两种检测方式

phyphox 为自由落体提供了两个版本的实验:

对比项声学检测版磁检测版
所需传感器麦克风磁力计
原理用声学秒表检测释放和落地时的声音沿磁铁阵列下落,磁力计记时间点
优点零额外设备、简单直观精度高、不受环境噪声影响
缺点环境噪声干扰、需要安静环境需要准备磁铁阵列

声学检测版(推荐教学用)

自由落体磁检测版本——沿磁铁阵列下落

这个版本最适合课堂演示——不需要任何额外设备:

  1. 打开"自由落体(声学检测)"实验
  2. 把手机放在桌上,麦克风朝上
  3. 用另一只手把一个小物体(比如乒乓球、钥匙)举到手机上方
  4. 松手释放,物体下落时发出的"哒"声和落地时的"啪"声被声学秒表分别捕获
  5. phyphox 自动计算两段声音之间的时间差——这就是下落时间 t
  6. 用 h = ½gt² 反推 g(假设已知下落高度 h)

磁检测版(进阶教学)

这个版本需要预先准备一排小磁铁(用胶带均匀粘在一根塑料尺上),让手机沿磁铁阵列下落。磁力计会在经过每个磁铁时产生脉冲,记录每个脉冲的时间点后就能精确分析下落过程。

这个版本的好处是精度高,而且可以画出位置-时间曲线和速度-时间曲线——不仅仅是得到一个 g 值,而是能看到整个下落过程。

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