如何利用智能手机进行物理实验

1. 手机上的计步功能是怎么实现的

封闭期最后半个月由于特殊原因，工作比较繁忙，更新比较慢了。让大家久等了！

昨天（4月23日）是世界读书日，也是大同市高三学生解除一个月的封闭学习的日子，值得纪念。

手机是如何实现计步的？

昨天指挥学生撤离等工作中，我居然走了35347步，前天也走了25595步连续两天蝉联自己朋友圈微信运动第1名。





手机是如何实现计步功能的，其中的基础原理是什么呢？用中学物理知识能解释一二吗？

有时我们乘坐飞机、火车、汽车以很高的速度走很远的路，手机也记录不了多少步数，这是怎么回事呢？

人的行走

通常中学物理中描述人走步或者跑步等运动都按“匀速直线运动”处理的。因为中学阶段研究的运动主要是平动，把人看成了质点。但是要研究手机计步这个问题，人的高矮，走路的姿态在所研究的问题中就是主要因素，这样人就不能看成质点了。



人走步时身体的重心在不停的变化着，而且人在走步时也不是严格的匀速运动，而是不停的加速减速运动。人在开始迈步时可以近似地看做加速运动，当脚落地时，又可以看做减速运动，深究细节是很复杂的运动。

手机测量哪个物理量呢？

现在的智能手机里面有一个非常小的芯片，叫三轴加速度传感器，通过这个传感器可以测量手机在三个不同的方向上(三维坐标系)的加速度，然后通过这个加速度的值进行一些算法的运算（要想了解这一步，那得进行深度学习啦），最后进行统计就可以测出来走步的大约步数了。

当然这里最后的结果会存在一些误差的。



在加速度传感器中有一种特殊的材料，叫压电陶瓷材料，根据作用在上面的力的大小产生不同的形变，就可以产生不同的电压的变化，就可以通过作用在上面的力来测量出加速度，然后通过加速度能够判断出这个人是走路的时候，他是在哪个方向进行运动，或者说频率大概是多少。

怎么避免人站在原地拿着手机时晃动，误测步数呢？

人走路的时候，频率一定是在某一个范围之内的，比方说一秒钟跨出多少步，或者说一分钟只能走出多远。如果是人的手拿着手机在晃的话，第一晃的频率会非常的快，第二拿着手机晃的时候，加速度变化是比人在走路的加速度变化要大的多的，基本上通过这两个方面，能够判断出来到底是人拿着手机在晃，还是真正的一个人在走。

当然利用手机检测人走路的步数，终究会有偏差，微信运动刚开始流行时，有人为了刷步数，到了晚上“骗”手机，模拟走步姿态晃手机，确实可以增加步数。现在某些网络平台还售卖专门给懒人设计的刷步数的神器。



我很好奇什么人愿意为此买单，为此我还专门看了看评论，顿时感觉世界真大，无奇不有，不能以自己的想法去想这个世界。

2. 有没有可以做物理实验的手机软件

手机上做物理实验体验不是很好，最好是在电脑上或者平板上玩。物理实验最近玩得觉得NB物理实验不错，去很多软件平台都能下载，NOBOOK虚拟实验室官 网也能下载。如果你要下手机版的建议去NOBOOK虚拟实验室下载。

3. 手机可以用来做什么物理实验

手机屏幕上滴一滴水，可以找到色光三原色，水相当于凸透镜，起放大作用