AP Physics Simulator: HS Lab
AP Physics Simulator: HS Lab — 预测结果，运行 3D 物理模拟，看看你的预测有多接近
AP Physics Simulator: HS Lab（应用内称为 Physics Sandbox）是一款面向 Android 高中生和 AP Physics 学生的物理模拟器和物理实验室，iPhone 版本即将推出。你需要先确定一个数字，再运行真实的 3D 刚体模拟，最后将你的猜测与引擎测得的结果并排比较。
- 价格
- 免费，可升级至 Pro
- 平台
- 现已支持 Android，iPhone 版本即将推出
- 语言
- 10
会做代数运算，并不等于知道结果会是多少。
每节课都会要求你在实验运行前预测结果：球会落在哪里、方块到达斜坡底部时有多快、摆动一次需要多长时间。验证环节会将你的猜测与测量值进行对比；如果猜错，还会如实显示偏差 X percent。
这是什么
AP Physics Simulator: HS Lab（应用内称为 Physics Sandbox）是一款面向高中生和 AP Physics 学生的物理练习应用，包含四个单元、共 33 节课：运动学、牛顿定律与摩擦力、能量与动量，以及简谐运动与弹簧。每节课都基于真实的 3D 刚体物理引擎，采用“预测、运行、验证”的循环；另有一个包含五种可调装置的实验场，你可以调整滑块并运行自己的实验。
应用内
界面展示
背景
如何培养对运动学和牛顿定律的物理直觉？
力学直觉来自以有价值的方式犯错。先估计结果，例如球到达斜坡底部时的速度，再查看真实结果；两者之间的差距会告诉你究竟误解了哪个概念。只依据公式解题会掩盖这种差距，因为即使代入过程正确，也可能掩盖你对答案应有数值缺乏直觉。这就是为什么在第一门物理课或 AP Physics 1 中，先进行预测再模拟，是课本习题的良好补充。
运动学描述运动，而不追问运动的原因
自由落体、抛体运动、水平抛射和速度—时间图像描述物体在哪里以及移动得有多快。一个经典结论是：在水平地面上，以 45 度角发射时，抛体的射程最远；公式为 R = v squared times sin of 2 theta, divided by g。
牛顿定律与摩擦力力解释运动的变化
惯性、F = m a 以及作用力与反作用力将力和加速度联系起来。斜坡会引入重力分量，摩擦力则会产生阻碍滑动或滚动的力。改变角度、质量或摩擦系数并重新运行实验，可以看出究竟是哪一个因素真正产生影响。
能量与动量碰撞中什么量保持守恒
碰撞过程中动量守恒，而动能只有在弹性碰撞中才守恒。恢复系数描述碰撞的弹性程度，这就是为什么同样的两辆小车最终可能以截然不同的方式运动。
简谐运动弹簧与摆
弹簧会按照伸长距离的大小成比例地回拉，这就是胡克定律；连接在弹簧上的质量块会以由质量和刚度决定的周期振荡。摆的周期取决于长度而不是质量，这与日常直觉并不相符。
工作原理
预测、运行、验证循环
每节课和每日挑战都遵循相同的三个步骤。
预测
阅读简短的说明，然后确定答案：选择一个数值、选择发射角度或估算周期。在任何物体开始移动前，答案就会被锁定。
运行
按下 Run，观看重力、摩擦力和碰撞在 3D 场景中逐帧呈现。场景由刚体引擎驱动，而不是预先制作的动画。运行过程中你可以环绕旋转镜头。
验证
结果页面会将你的预测与测量值并列显示，并说明你的偏差有多大。点击 Why，即可获得一段简短的 AI 解释，了解刚才看到的物理现象背后的原理。
包含内容
实验室内容
33
四个单元中的课程
运动学包含 8 节课，牛顿定律与摩擦力包含 9 节，能量与动量包含 9 节，简谐运动与弹簧包含 7 节。
5
可调装置
斜坡、抛体运动、弹簧、摆和碰撞装置，每种装置都配有角度、质量和摩擦系数等滑块，并使用与课程相同的引擎运行。
每日
每日预测
每天进行一次评分预测，题目从这些装置中抽取；准确率记录按单元分别统计，并为正确预测记录连续达成次数。该功能支持离线使用，并提供可选提醒，默认关闭。
偏差 %
如实反馈
验证环节会将你的猜测与测量结果进行比较，并说明你的偏差有多大，因此猜错也能让你有所收获。
为什么？
AI 解释
运行实验后点击 Why，即可获得一段简短解释，了解结果背后的物理原理。
10
语言与主题
应用支持 10 种语言，提供浅色和深色主题，并按单元分别追踪已完成的课程、预测准确率和连续达成次数。
是否适合
适合哪些人——不适合哪些人
如果你符合以下情况，就很适合
- 正在学习 AP Physics 1 或高中阶段的第一门物理课程
- 能够解代数题，但不确定答案应该呈现什么样子
- 想看看改变斜面角度或弹簧刚度后会发生什么
- 喜欢每天完成一个简短挑战，并持续记录正确率
- 正在重新学习力学的成年人
如果你符合以下情况，这不是适合你的工具
- 需要完整的教材或考试委员会课程大纲；本应用涵盖四个力学单元
- 希望今天就能使用 iPhone 版本；该版本尚未发布
- 希望 33 节课程全部免费；其中 12 节免费，Pro 还会解锁另外 21 节
- 想要官方 AP 练习考试；这是一款模拟器和练习工具
问题
常见问题
什么是 AP Physics Simulator: HS Lab？
AP Physics Simulator: HS Lab 在应用中名为 Physics Sandbox，是一款面向高中生和 AP Physics 学生的 3D 物理模拟器和实验室。它包含四个力学单元的 33 节课程、一个配有五种装置的实验场、每日预测和 AI 讲解。目前已在 Android 上线，iPhone 版本即将推出。
它与物理视频或练习题有什么不同？
你需要在实验运行前先作出预测，然后由真实的刚体引擎演示结果。应用会将你的猜测与测量数值并列显示，因此反馈十分具体。这是一款围绕这一循环打造的练习工具，而不是视频课程或预设动画。
这款应用涵盖哪些主题？
四个单元：运动学，包括自由落体、抛体运动、水平抛射和速度—时间图像；牛顿定律和摩擦力；能量与动量，包括弹性碰撞、非弹性碰撞和恢复系数；以及简谐运动和弹簧，包括胡克定律和摆的周期。
它对 AP Physics 1 有帮助吗？
它可以帮助你学习力学。力学是第一门物理课程的重要组成部分，而本应用能帮助你建立对力、能量和振荡行为的直觉。它不能替代教材或官方练习考试，也不声称与任何考试课程大纲完全匹配。
我可以在实验场做什么？
从五种装置中选择一种：斜面、抛体运动、弹簧、摆或碰撞；拖动滑块，然后运行实验。由于实验场使用与课程相同的引擎，改变滑块就是真实的实验。整个实验场（包括全部五种装置）都是免费的。
什么是每日预测？
每天都会有一个新挑战，要求你预测由这些装置产生的结果，并由同一个模拟器评分。应用会按单元分别记录正确率，以及连续答对预测的天数。该功能免费、支持离线使用，并提供可在“设置”中开启的可选提醒。
哪些内容免费？Pro 会增加什么？
免费内容：全部 8 节运动学课程、前两节牛顿定律和摩擦力课程、能量与动量单元以及 SHM 和弹簧单元各 1 节体验课程、完整实验场、每日预测，以及每天 3 次 AI Why 讲解。Pro 还会解锁剩余 21 节课程、无限次 Why 讲解，并移除广告。
不登录也能使用吗？
可以。主屏幕会显示你正在以访客身份浏览，并说明你的数据保存在设备上；之后你可以选择登录进行备份。
iPhone 版本什么时候推出？
目前尚未公布日期。Android 版本现已在 Google Play 上架。在 iPhone 应用发布前，本页面会将 App Store 链接标为即将推出。
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