利用手机物理工坊探究地铁列车起步阶段的加速度变化规律

2021年5月16日,微主在乘坐地铁时,忽然想起高中物理新教材中有测量地铁起步阶段的加速度的实验,就连忙拿出手机,打开Phyphox程序,启动线性加速度小实验,将手机的长边与地铁运行方向平行,紧靠车厢放置车厢内固定轮椅的装置上,这个装置恰好有一个小平台,就好像为此次实验专门准备的一样。

在众目睽睽之下,一个物理老师,利用智能手机,记录了地铁列车在相邻两个地铁站点之间运行过程中的加速度变化规律。

经过多次重复测量,发现地铁列车在相邻两个地铁站点之间运行时,在起步阶段,有两次加速过程。其中第一次加速过程的时间为2.38秒,加速度峰值约为0.4m/s^2;其中第二次加速过程的时间为3.72秒,加速度峰值约为0.55m/s^2。

观察测得的地铁列车起步阶段的加速度-时间关系图像可以发现,地铁列车在起步阶段存在两个加速过程,而且在每个加速过程中,加速度都是突然增大,然后再逐渐减小的;地铁列车在起步阶段的加速度在时刻发生变化,很难利用悬挂法测偏角计算地铁列车的加速度。

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