【Phyphox】Phyphox 软件经验分享大纲

【Phyphox】Phyphox 软件经验分享大纲

前言

图多预警

此讲义大纲是暑假期间，笔者受老师邀请而作的软件经验分享大纲，发表博客留作记录qwq。有任何错误欢迎指正！

作者：Lwrzgo

引入

Phyphox（手机物理工坊）是一个开源的应用程序，旨在将智能手机转变为科学实验室。Phyphox是一个强大而灵活的应用程序，可以将手机变成一个便捷的物理实验室，帮助用户进行实验、学习和探索物理世界。它适用于学生、教师、科学爱好者和研究人员。它允许用户通过手机的各种传感器来执行各种物理实验和数据采集，以研究和理解不同的物理现象。

Part 0：Phyphox 的简单介绍

1) 视频引入：利用 Phyphox 测量声速

我们都知道声速是多少，但是我们如何利用手头上的工具怎么声速呢？

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来自：BV1Zd4y1w7C1

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2) 分享软件相关文章

相关公众号推荐：豫见物理 阿璇教学研究室 宁中物理创新实验室……

B站搜索 Phyphox

3) 功能介绍

• Phyphox是一款出色的物理实验软件，它能够将智能手机转变成强大的物理实验工具。主要特点包括：

• Phyphox可以利用手机上的各种传感器（如加速度计、陀螺仪、磁力计、光传感器等）来执行多种物理实验。

• 软件界面简洁直观，容易上手。用户可以通过拖放和设置参数来构建实验。

• Phyphox可以实时采集传感器数据，并将其以图表或图形的形式展示出来。

• 可以对采集到的数据进行分析，计算各种物理量，并将结果导出以进行进一步的处理。

• 软件提供了许多预设实验和教学资源，帮助教师更好地将实验内容融入课堂教学。

• 开源和跨平台：Phyphox是开源软件，适用于多个平台。

Part 1：教材实验示例展示：利用 Phyphox 和自由落体运动验证机械能守恒

[参考实验1]人教版-高中物理-必修二 验证机械能守恒定律

https://wenku.baidu.com/views/bee2b04afe4733687f21aa07.html

[参考实验2]张怀华-豫见物理-利用Phyphox和自由落体运动验证机械能守恒

https://mp.weixin.qq.com/s/tpkNofz_zapK4FyNSlkjbA

[参考视频] Phyphox Smartphone-Experiment: Free fall (en)

https://www.youtube.com/watch?v=zRGh9_a1J7s&ab_channel=Phyphox

基础原理和公式推导

器材安装

实验步骤

1.获取下落高度:待重物稳定后，测量物体底部到地面的距离。

2.打开Phyphox 应用:打开APP，扫描实验二维码添加实验，点击开始按钮。

3.获取下落时间：刺破气球，点击暂停，放大图像，点击选取数据，按住图像第一个顶峰拖动到第二个峰值。记录时间间隔。

4.处理数据：将获取到的下落高度和下落时间填入对应区域，点击开始按钮，软件将会自动计算动能、重力势能以及误差。

实验分析

略

实验优势

略

误差分析

由于重物下落时会与空气摩擦，部分能量转化为内能，因此实际过程中重力势能和动能只能近似相等。

由于气球爆炸和重物下落会有时间差，因此会造成下落时间偏大的情况。

由于手机麦克风放置位置不一，因此会有因为声速造成的可以忽略的误差。

Part 2：Phyphox Editor 讲解

Phyphox Editor简介

网址：https://phyphox.org/editor/

Phyphox Editor页面介绍与使用方法

具体介绍：

Main区：设置实验标题等简介元素

Input区：选择输入类型调用并添加对应模块

Output区: 选择输出类型并添加对应模块

views区: 程序的主界面编辑

analysis区: 将各个区的数据建立联系、处理运算数据

export区: 将数据导出为表格，添加可以导出的数据

XML区：这是整个程序的XML代码，一般无需编辑

Download/transfer区：导出实验

Part 3：Phyphox editor 实例实操：计算动摩擦因数和最大静摩擦因数实验

实验参考

原理剖析

Q：根据上一part，未知数𝜃和𝑎可以怎么获取？

编程剖析

实验演示

略

联系到Phyphox Editor

Input区：

views区：

Analysis区：

实验二维码

建议

• 善用翻译。

• 编写前列好流程。

• 做好每次实验文件的导出和保存，不要只保存二维码，防止服务器被墙导致丢失实验程序。

• 实验内附上必要的文字说明。

• 多多模仿改进，在模仿中学习。

• 实验时记住给应用相应的权限（如麦克风）。

• 欢迎有成果的同学分享，对于实验有疑问课请教物理老师，对于编程有疑问的可以查阅b站。

课后任务

任务一：熟悉软件，查阅官方的实验教程视频，尝试软件自带的实验。

任务二：完美的实验程序少不了帮助理解的文字提示，请将实验完善或美化此实验并且导出.Phyphox文件。

任务三：二选一

1.在前述公众号中寻找一篇实验文章，尝试理解文章编程原理并复现。

2.Phyphox蓝牙链接ESP32扩展手机的传感器，感兴趣的可以寻找教程了解并与大家分享。