基于视觉暂留效应的重力加速度测量系统研究

doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.250291

大学物理 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (08): 90-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.250291

基于视觉暂留效应的重力加速度测量系统研究

金睿鳕，常露情，王海轮，梁浩琳，段语晗，刘向，彭小牛

湖北大学物理学院，湖北武汉430062

收稿日期:2025-10-26 接受日期:2025-12-15 出版日期:2026-10-10 发布日期:2026-10-20
作者简介:金睿鳕（2004—），女，浙江镇海人，湖北大学2022级本科生
基金资助:
湖北省教育厅科学技术研究计划重点项（D20221005）

Research on a gravity acceleration measurement system based on the visual persistence effect

JIN Ruixue, CHANG Luqing, WANG Hailun, LIANG Haolin,DUAN Yuhan, LIU Xiang, PENG Xiaoniu

College of Physics, Hubei University, Wuhan, Hubei 430062, China

Received:2025-10-26 Accepted:2025-12-15 Online:2026-10-10 Published:2026-10-20

摘要/Abstract

摘要： 本研究利用视觉暂留效应结合数字分析技术，设计了一套新型重力加速度测量系统.该系统使用信号发生器精准控制照明系统的闪烁频率、占空比，配合具有稳定出水速度的蠕动泵装置，实现悬浮水滴运动轨迹的可视化成像，并结合最小二乘法与Tracker软件处理实验数据，测量重力加速度相对误差为0.39%.本装置结构简单、操作便捷、现象直观易于观察且过程生动有趣，能够清晰呈现自由落体运动过程，适合推广至中学物理教学创新、科技馆互动演示等应用场景．

关键词: 视觉暂留, 重力加速度, 蠕动泵, 频闪控制, 最小二乘法

Abstract:

The study utilized the visual persistence effect in combination with digital analysis technology to design a new type of gravity acceleration measurement system. The system precisely controls the flashing frequency and duty cycle of the lighting system using a signal generator, and is combined with a peristaltic pump device with a stable water discharge rate to achieve visual imaging of the trajectory of suspended water droplets. It also processes the experimental data using the least squares method and Tracker software, with a relative error of gravity acceleration measurement of 0.36%. The device has a simple structure, is easy to operate, presents intuitive phenomena that are easy to observe, and has a lively and interesting process. It can clearly show the process of free fall motion and is suitable for promotion in innovative middle school physics teaching, interactive demonstrations in science museums, and other application scenarios.

Key words: persistence of vision, gravitational acceleration, peristaltic pump, strobe control, least square method

金睿鳕, 常露情, 王海轮, 梁浩琳, 段语晗, 刘向, 彭小牛. 基于视觉暂留效应的重力加速度测量系统研究[J]. 大学物理, 2026, 45(08): 90-.

JIN Ruixue, CHANG Luqing, WANG Hailun, LIANG Haolin, DUAN Yuhan, LIU Xiang, PENG Xiaoniu. Research on a gravity acceleration measurement system based on the visual persistence effect[J]. College Physics, 2026, 45(08): 90-.

[1]	陈晶, 杨晓华, 朱巧萍. 基于落球法的重力加速度智能测量实验装置及其应用[J]. 大学物理, 2026, 45(1): 54-.
[2]	徐正宇, 陈鑫, 杨晨, 邢瑞, 王树卓, 刘向, 彭小牛. 拉脱法表面张力测量装置的模块优化及温度特性研究[J]. 大学物理, 2026, 45(1): 92-.
[3]	张红雨, 甘径宇, 朱云霞, 吕昭月. 斜面法测重力加速度：轨道水平量化与测量误差修正[J]. 大学物理, 2026, 45(08): 59-.
[4]	陈立恒, 于丹, 高勇贵, 周亮. 凯特摆正倒摆周期相等的位形参数快速搜索算法[J]. 大学物理, 2025, 44(12): 83-.
[5]	魏杰, 易家乐, 喻慧琴, 杨帆, 田勇, 何小风, 里霖, 胡晓军. 基于电磁感应原理的单摆法测量重力加速度[J]. 大学物理, 2022, 41(5): 52-.
[6]	张竺立, 陈鑫磊, 逯美红. 测量不确定度分析在大学物理实验中的应用——单摆测重力加速度[J]. 大学物理, 2022, 41(2): 31-.
[7]	刘彧奇, 谭雨莎, 韦先涛, 张权, 赵伟, 朱玲. 单摆测重力加速度实验的改进[J]. 大学物理, 2021, 40(3): 56-61.
[8]	盛妍. 凯特摆测重力加速度实验中的误区———以虚拟仿真实验为例[J]. 大学物理, 2021, 40(10): 32-.
[9]	苗红梅, 杨智敏. 利用智能手机居家测量声速和重力加速度[J]. 大学物理, 2021, 40(01): 33-37.
[10]	饶迪, 程敏熙. 用智能手机传感器测量重力加速度的新方法[J]. 大学物理, 2019, 38(1): 37-.
[11]	胡梦楠，李红蕙，白在桥. 干涉法测量重力加速度[J]. 大学物理, 2018, 37(7): 73-77.
[12]	于凤军. 类比方法研究物理问题一例———重力加速度分布的计算[J]. 大学物理, 2017, 36(1): 8-9.
[13]	陈森[] 刘昳[] 付硕[] 田耀森[] 吴平[]. 一种密立根油滴实验数据处理的新方法[J]. 大学物理, 2014, 33(9): 32-32.
[14]	于凤军. 地球自转、形状和重力加速度随纬度的变化[J]. 大学物理, 2013, 32(6): 14-14.
[15]	朱杰[;] 郭涛[;]. NTC热敏电阻校正方程的不确定度评价[J]. 大学物理, 2013, 32(3): 23-23.

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Research on a gravity acceleration measurement system based on the visual persistence effect

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