利用智能手机定量测量楼梯、电梯高度与垂直速度

易伟松,佘枭雄,夏媛惠，冯 晨

(1.华中农业大学 理学院，湖北 武汉 430070；2.华中农业大学 资源与环境学院，湖北 武汉 430070)

疫情防控期间，线下课堂教学受到严重影响，线上教学成为应急举措，居家物理实验应运而生。与只是观察生活中物理现象不同，物理实验强调定量测量以及数据分析，即使是居家物理实验标准也不能降低。随着信息技术(特别是传感器技术)的不断进步，以及智能手机普及化程度不断提高，辅以专业化手机应用软件，利用智能手机实现物理量定量测量和分析成为可能。

随着传感器技术的发展以及手机App的开发，智能手机越来越多地应用到大学物理实验。德国Patrik Vogt教授较早利用智能手机加速度传感器研究了自由落体运动[1]，杨茂立等也利用智能手机气压传感器测量贵州等地大气压强[2]，基于智能手机传感器的物理实验及教学研究将会继续发展[3]。与智能手机以及内置传感器配套的应用软件有多种，其中由德国亚琛工业大学第二物理研究所开发的phyphox(physical phone experiments)软件，专为普通物理实验研制[4]。应用软件phyphox能够调用手机内置多种传感器，实现近30种定量测量功能，涉及普通物理的力学、热学、光学、电学等各个领域[5]。

文章基于智能手机内置气压传感器(pressure sensor)和phyphox应用软件，开展定量测量行人上下楼梯、电梯升降运行的高度与垂直速度的创新性实验。实验总体思路是利用智能手机获取气压随时间变化数据，然后依据高度和气压关系式，得到高度随时间变化曲线，最后对时间求导得到垂直速度。……