1 引言
2020年苏州市中考物理卷中出现了一道利用智能手机实验程序(Phyphox)测量声音在空气中的传播速度的探究性实验试题。该题立足于真实、原始的物理实验情景,原生态地呈现出利用智能手机测声速的真实场景,实验操作非常有趣,试题的导向性也很明显。
2 试题回放
Phyphox是一款功能强大的物理实验手机软件,其中的AcousticStopwatch功能能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔:当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止类似于使用秒表时的启动和停止,由于对声音的响应非常灵敏,计时可精确到。
甲、乙两人使用手机在空旷安静的广场上测量声音的传播速度。他们分别站于间距测量值为s的A、B两处,打开手机软件做好计时准备。甲先在手机边击掌一次,乙听到击掌声之后,也在手机边击掌一次。查看甲、乙两手机均有效记录下了两次掌声的时间间隔,分别为t甲和t乙。
求测得空气中声音的传播速度。
3 分析与解
该题属于真实情境问题,操作性很强,没有做过实验的考生,很难建立起相应的物理模型。
其实,可以将第二个掌声视为第一个掌声的回声,则可以发现,手机A接受到的两次掌声的时间大于手机B接受到的两次掌声的时间,两个手机测得的时差,恰好等于声音在两手机间往返一次所需的时间。
4 感悟
这种利用两部智能手机先后击掌测量声速的方法,最早发布在国外的YouTube网站,是由两个实验者利用加载有Phyphox的智能手机完成的。两个实验者在两部手机两侧,先后各击一掌,手机记录两次掌声的时间差,就测量出了声音的传播速度,非常巧妙。
这种利用智能手机开展探究性物理实验的方法,在新冠疫情肆虐的当下,具有鲜明的时代性,易于取材,普及性强,值得推广。
联系客服