一个手机Phyphox实验讲解一类瞬时问题

一个手机Phyphox实验讲解一类瞬时问题

加速度突然的变化，是一类难题。经常有同学在问，解释了，不太懂；看着好象懂了，又半信半疑的样子。归总来说一句话，小孩子们没有真懂。

这是这样一类问题。

例1(教科版必修2第35页“练习与评价”4) 如图2-3-16所示为工厂中的行车示意图，设钢丝绳悬点O到所吊铸件的重心P的距离为3m，铸件质量为2.7t，行车以2m/s的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时，钢丝绳受到的拉力是多少？

例2(2017年江苏5题) 如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上。物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是

A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F

B．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F

C．小环碰到钉子P时，物块运动速度立即减小

D．速度v不能超过

例3 如图，小车水平向左匀速运动，完全相同的A、B两球悬挂方式也相同。车厢壁刚性。小车突然停止的瞬间，悬挂两球的细线拉力如何变化？两根线中的拉力等大吗？

学生虽然能做题，但从内心里对结果是拒绝的，亦即例1、例2和例3中的B，细线拉力突然增大，但例3中的拉A的细线拉力是不变的。

手机Phyphox实验可以很好地让我们感受到细线突然的变化。

先认识手机加速度的方向的约定。我们用x轴方向的加速度来作为细线的方向。

用宽带子把手机固定好，令其匀速，突然停止。观察x轴加速度的变化。

被捆绑的手机：

平稳运动的手机被突然挡住了。第一个大尖峰就是向心加速度突然出现的证据。

为了表现例3，找两部手机，一部用带子绑好，平放胸前，它就是B球，另一部则用带子绑好，背在身后。让Phyphox定时运行。尽量让身体匀速前移，然后突然停住。x轴加速度出现一些尖峰，此图象出现胸前的手机里，身背后的手机里x轴加速度不如前面的变化剧烈。

如果用一个木箱子样的东西，效果应该会明显且突出，并能防止各种意想不到的干扰。用人身体挂一个和背一个，人走路总免不了沿垂直地面方向上、下也在运动着。太随意了，都不能算做严格的“实验”。实验的场景是酱婶儿地：