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利用智能手机磁力计巧测小车速度和加速度试题赏析

利用智能手机磁力计巧测小车速度和加速度试题赏析


1 引言

近日,笔者在微信群看到网友们分享的2025届广东省高三上学期调研考试,对其中的第11题产生了浓厚的兴趣。这是一道利用智能手机磁力计模拟光电门测速的创新型试题。而这种测量速度和加速度的实验,笔者在2023年底恰好做过。

豫见物理早期实验

利用智能手机和钕磁粒巧测小车的加速度
利用智能手机和钕磁粒再测小车的加速度

2 试题展播

[2025广东高三物理调研试题11]如图甲是用一部智能手机的软件“磁力计”测量小车在斜面上运动的加速度的示意图,圆柱形磁粒固定在小车的前后端,两磁粒中心之间的距离为d,将手机的感应端紧贴斜面放置。某次实验,当小车两磁粒依次经过手机时,“磁力计”记录下前后磁粒经过手机的时间间隔△t,图像如图乙。

(1)实验时,第一次手机置于位置1,小车由静止释放,读取时间间隔为△t1,则小车经过位置1的速度大小为;第二次将手机置于位置2,在同一位置静止释放小车,读取小车经过位置2的时间间隔为△t2,1、2之间距离s,则加速度的表达式a=________(用题中所给物理量的字母表示)。

(2)为了减小误差,手机放置点和小车出发点的距离应该尽量________(选填“远”“近”)

3 试题评析

仔细分析该题可以发现,该实验试题其实是对光电门测速实验的二次创编,用两枚小磁粒模拟遮光条,用智能手机磁力计模拟光电门,仅此而已。

这种实验试题创编,大大降低了实验探究的门槛。因为传统光电门测速实验设备除了光电门以外,还需要气垫导轨、鼓风机、光电计时器和220伏交流电源的配合,这需要在实验室内正襟危坐、正经八百、手忙脚乱地摆弄好一大堆仪器设备,涉及到的人力物力都比较大。

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