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）
这个版本最适合课堂演示——不需要任何额外设备：
- 打开"自由落体（声学检测）"实验
- 把手机放在桌上，麦克风朝上
- 用另一只手把一个小物体（比如乒乓球、钥匙）举到手机上方
- 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
- phyphox 自动计算两段声音之间的时间差——这就是下落时间 t
- 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。
常见问题
- 释放方式：用手直接释放会引入初速度误差。建议用一个简易释放器（比如用直尺挡住，突然抽走）
- 声音检测：如果环境噪声大，试试在手机旁放一个空纸板当喇叭罩，让麦克风更聚焦
- 高度测量：用卷尺量释放点到桌面的垂直距离，误差控制在 5mm 以内