利用Phyphox做实验 发现弹簧秤和钩码貌似不能定测电梯的加速度

近日,在“全国高中物理教研员微信群”中看到人民教育出版社推出的新版物理教材,其中超重与失重部分的课后习题中,有一道比较有趣,值得拿出来说道说道。

值得说道的课后习题是超重与失重部分的第5小题,要求用两种方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度。

那些没有亲自用手机测量过电梯加速度变化规律的师生,由于不清楚电梯在加速和减速过程中的加速度变化规律,很容易轻视该题。

电梯在加速和减速过程中,由于电梯安装年代的不同,加速度的变化一般存在两种情形。

新装电梯

许多新装电梯在加速和减速过程中,加速度是均匀变化的,超重和失重体验比较柔和,顿挫感和闯动感不太明显。

新装电梯的加速度时间图像

在这种新装电梯中,由于加速度均匀变化,利用弹簧秤和钩码显然无法读出拉力的大小,因此也无法测量出电梯在加速和减速过程中的加速度。

老旧电梯

许多老旧电梯在加速和减速过程中,加速度是在零和定值之间突然切换的,超重和失重体验比较猛烈,顿挫感和闯动感非常明显。

老旧电梯的加速度时间图像

在这种老旧电梯中,由于匀加速过程的时间只有2-3秒,利用弹簧秤和钩码测拉力的时候,弹簧秤的读数还来不及稳定,就已经电梯就已经切换到匀速运动的状态了。显然,这种情况也是很难测量出电梯在加速和减速过程中的加速度的。

综上所述,无论是哪种电梯,用弹簧秤和钩码测电梯加速和减速过程的加速度,都是不可行的。

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