利用Phyphox测量小车运动的速度

用Phyphox测量物体运动的速度，确实是一个难题，因为Phyphox采集的原始加速度计输出的加速度值，如果利用积分方法计算速度，加速度的噪声会给速度测量带来很大的误差，这也正是Phyphox范例中没有测量物体运动的瞬时速度的实验的原因。

但是Phyphox范例中的磁性标尺功能给人们以启发。磁性标尺是将小磁铁等间隔地固定在轨道旁，载有手机的小车在轨道上驶过，感受到环境磁场的周期性变化，通过测量磁场周期性变化的规律，就可以得到小车运动的速度。

考虑到运动是相对的，如果在小车上固定两粒小磁铁，让小车从加载有Phyphox的手机旁边驶过，也是可以测量出小车的速度的。

心动不如行动，干就完了。微主从物理实验室里借来轨道小车组合，在小车的一侧间隔5厘米用胶带固定两粒小磁铁，确保小磁铁的极性朝向一致。

需要说明的是，这两粒小磁铁是焦作市创客教育名师工作室指导专家、顺时针魔方俱乐部技术总监李璐李璐老师赠送的，本来只要两粒就够了，但是李璐老师一次性赠送了20粒，十分慷慨。

运行智能手机搭载的Phyphox程序，进入自己定制的“速度测量”实验页面，将磁粒间距5厘米录入实验参数中。

然后点按程序的开始按钮，将小车沿着与手机长边平行的方向从手机旁边滑过，Phyphox就自动绘制出了它的磁力计所处位置的磁场的强弱随时间的变化曲线。

实验结束后，将磁场变化曲线扩展到全屏显示，利用“平移和缩放”按钮将磁场变化曲线缩放到合适位置，然后利用“选取数据”按钮，测量磁场曲线上两个相邻的峰值之间的时间间隔。

本次实测，时间间隔为0.13秒。

将实验图像缩小，将测得的时间间隔0.13秒录入实验数据框，Phyphox就自动计算出了小车运动的速度。

此次实验，测得小车的速度为0.38米每秒。

需要指出的是，由于Phyphox的数据采集频率最高为100赫兹，时间只能精确到0.01秒，所以两个磁粒之间的距离不易太小，如果距离变小，时间也随之变小，Phyphox有可能无法识别出两个磁场变化的峰值。

所以，这种方法比较适合测量匀速运动的速度。如果需要测量瞬时速度，则需要尽量减小两磁粒间距，Phyphox就有可能抓不到磁场的两个峰值了。

能不能抓住，误差有多大，都需要用实验来证实。

| 创客焦作 | 

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