利用Phyphox改进动摩擦因数的测量方法

1 引言

在前几日,微主利用Phyphox的加速度测量了书本与地板之间的动摩擦因数。就是将手机夹在书中,让书本在地板上滑动,通过Phyphox记录的加速度的变化曲线,分析求解书本与地板之间的动摩擦因数。在原来的实验中,由于输出的加速度绝对值,所以加速度方向的变化不能在图像中呈现,成为一件憾事。

2 早期研究

创客焦作

利用Phyphox测量书本与木地板之间的动摩擦因数

3 设计思路

近日突发奇想,如果将x轴加速度分量与x轴加速度分量的绝对值相比,将这个比值作为符号函数来用,再与加速度的绝对值相乘,不就既能反映合加速度的大小,又能反映合加速度的方向了吗?

这种设置,还可以允许书本在x轴正方形±90°的范围内转动,已经很满意了

4 实验操作

将运行Phyphox的智能手机夹在一本书中,保证手机x轴与前进方向一直,然后将书本放置在地板上,突然将书本向前平行推出,书本就会在地板上滑行一段距离,Phyphox还将自动记录下书本在这一过程中的加速度变化;选取书本在减速阶段的加速度值,将该值与重力加速度相比,就得到了书本与地板之间的动摩擦因数。

在此实验中,允许书本在滑行过程中存在±90°的转动。

数据记录

数据分析

在数据分析页面可以看出,书本期初加速度为零,处于静止状态,然后在在手的推力作用下突然获得逐渐增大的加速度,在松手之后加速度突然反向,自由向前减速滑行,最后书本停止滑动,再次处于静止状态。

参考如下链接给出的方法,可以非常容易地把匀加速滑行阶段的加速度值提取出来,用于对动摩擦因数的求解当中。

创客焦作

利用Phyphox测量书本与木地板之间的动摩擦因数

5 实验心得

这个实验,即便是不测量书本与地板之间的动摩擦因数,仅仅是分析一下这个运动过程的位移、速度、加速度变化规律,对学生来讲也是一个非常好的训练。

| 创客焦作 | 

河南创客焦作是焦作市创客教育名师工作室的微信公众平台,以创客教育为主要研究方向,分享创客案例,讲解创新方法,启迪创意设计,开展科学探究,组织社会调查,指导论文写作,参加创客大赛和专利申请,发现、培养和成就一批具有创新潜质的学生。

河南公众号码:chuangkejiaozuo

河南名师博客:http://blog.sina.com.cn/updays

(0)

相关推荐