殷永娟

(浙江省安吉县高级中学,浙江 湖州 313300)

1 引言

智能手机集成了多种高精度、高灵敏度的传感器,使得测量结果更准确、操作更方便。Phyphox软件是基于手机中传感器而设计开发的物理实验软件(图1),使手机成为物理实验教学的新工具。

图1

加速度是高中物理中一个非常重要的物理量,但测量起来并不方便,用手机可以测出常见的加速度值，探究加速度与其他物理量的关系，提高学生的物理学科核心素养。

2 利用Phyphox测量重力加速度

图2

图3

图4

利用单摆测量重力加速度的实验关键在于对单摆振动周期的准确测量。实验结果表明：利用智能手机可以测量单摆的振动周期,测量结果准确。同时该实验又兼具趣味性与创新性，为物理实验教学提供了新的思路。

3 利用Phyphox探究向心加速度与半径、角速度之间的关系

“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”是《普通高中物理课程标准(2017年版)》规定的学生必做实验，是教学的重难点,而传统的向心力演示仪只能定性分析向心力与半径、角速度的关系。要得到向心力具体表达式，需要确定向心加速度与半径、角速度的定量关系。

“向心加速度”传感器可以得到任意时刻的向心加速度,也可以绘制出a-r、a-ω2图像，探究a与半径r、角速度ω的关系。

3.1 探究向心加速度a与半径r的关系

如图5所示，在圆桌面上放置两部手机,转动圆桌面,手机屏上显示a-t图,找到同时刻对应的加速度值,将实验数据导出(表1),并计算出a1/a2的值,其平均值为2.61,再分别测出传感器到圆心的距离r1=40.15cm、r2=15.40cm，r1/r2=2.607，与加速度之比基本相同，这样可以得出结论:当角速度相同时,向心加速度与半径r成正比。……