利用Phyphox探究单摆线碰到钉子前后向心加速度的变化规律

近日观摩了一次学校组织的公开课，在听课过程中受到启发，设计了一个探究性实验，即“探究摆绳在竖直方向碰撞钉子前后向心加速度的变化规律”的探究实验。

实验时，先让手机运行Phyphox中的“加速度（不含g）”实验，然后用丝带将手机吊起，悬挂在某固定位置，随后让手机做单摆运动；待摆动稳定后，突然将手指放置在悬挂点正下方某一位置，阻挡单摆绳；最后取下手机，停止程序运行。

由于摆线所在方向为Phyphox的Y轴正方向，可以将Y轴线性加速度图像放大至满屏。

观察Y轴的线性加速度图像可以发现，Y轴方向的线性加速度先是做周期性变化，在加速度达到最后一个峰值的瞬间，加速度突然增大了数倍。

这是由于手指阻挡单摆线，单摆线的长度突然变小，向心加速度突然增大的缘故。

在此实验中，经过系统误差校正之后，还可以通过测量加速度突变前后的加速度值的比例，推测出单摆线碰撞钉子前后的单摆线长度之比，然后用于验证向心加速度公式。

此创新实验设计方案简单易行，且手机屏幕可以远程投射到大屏幕上，便于观察、操控和分析。

当然，最重要地是，实验教学效果是杠杠滴。

| 创客焦作 | 

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