CN203759943U - 一种动摩擦力演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动摩擦力演示装置，包括长方体状的本体，滑动摩擦单元，布置于本体的上表面上，该滑动摩擦单元包括可旋转的门扇；滚动摩擦单元，布置于本体内所述滑动摩擦单元的门扇下侧，该滚动摩擦单元包括支撑板，该支撑板上侧安装有辊子，下侧为使滚动摩擦单元升起或降低的弹性部；限位柄，沿滚动摩擦单元的升起方向分别布置于本体左右侧表面的上边缘，限制滚动摩擦单元在升起的过程中的位置；测试单元，布置于本体的上表面的一端，产生动摩擦力并对动摩擦力进行测量。本实用新型因包括滑动摩擦单元、滚动摩擦单元，既能演示滑动摩擦力原理，又能演示滚动摩擦力原理，通过操作者简单的操作即可进行切换演示。
Description
技术领域
本实用新型属于物理教学实验器具技术领域，尤其涉及一种动摩擦力演示装置。
背景技术
摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时或有运动趋势时相互施加的一种物理力，包括静摩擦力和动摩擦力，其中动摩擦力包括滑动摩擦力和滚动摩擦力，当一个物体在另一个物体表面上滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力叫做滑动摩擦力。当一个物体对在它表面上滚动的物体产生的摩擦力叫做滚动摩擦力，它比滑动摩擦力小得多。
现有摩擦力演示装置大多涉及静摩擦力，因静摩擦力产生的场合较为简单，模拟或演示较为方便。但涉及滑动摩擦力演示装置，特别是集滑动摩擦力及滚动摩擦力演示于一体的装置较少，而且需要准备用于滑动摩擦力演示的滑块及用于滚动摩擦力的带辊子的小车两套部件，且滑动摩擦力及滚动摩擦力之间切换演示需要重新连接滑块或带辊子的小车，操作复杂，使用不方便。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题，是提供一种动摩擦力演示装置，集滑动摩擦力及滚动摩擦力演示于一体，滑动摩擦力及滚动摩擦力之间切换演示操作简单，使用方便快捷。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种动摩擦力演示装置，包括长方体状的本体，滑动摩擦单元，布置于本体的上表面上，该滑动摩擦单元包括可旋转的门扇；
滚动摩擦单元，布置于本体内所述滑动摩擦单元的门扇下侧，该滚动摩擦单元包括支撑板，该支撑板上侧安装有辊子，下侧为使滚动摩擦单元升起或降低的弹性部；
限位柄，沿滚动摩擦单元的升起方向分别布置于本体左右侧表面的上边缘，限制滚动摩擦单元在升起的过程中的位置；
测试单元，布置于本体的上表面的一端，产生动摩擦力并对动摩擦力进行测量。
作为对本实用新型的限定，所述滚动摩擦单元的弹性部包括上基座，该上基座上固连有弹性元件，弹性元件的另一端固连于下基座上。
作为对本实用新型的进一步限定，所述限位柄包括手柄和与手柄连接且穿入所述本体内的长方体状限位块，该手柄与限位块呈T形状。
作为对本实用新型的进一步限定，所述限位块的前端为圆弧面，该限位块的上侧、下侧分别对应设有限位突起。
作为对本实用新型的进一步限定，所述滑动摩擦单元的门扇通过合页固连于所述本体的上表面上，该门扇远离合页旋转轴的一端设有门柄。
作为对本实用新型的更进一步限定，所述测试单元包括电机，连接该电机输出轴的牵引绳，该牵引绳的另一端连接有滑块，该滑块的另一侧亦连接有牵引绳，通过设置于本体上表面支架上的转轴连接于测力计上。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
（1）因包括滑动摩擦单元、滚动摩擦单元，既能演示滑动摩擦力原理，又能演示滚动摩擦力原理，并通过测力计读取数值，即可对滑动摩擦力和滚动摩擦力进行比较，便于操作者理解滑动摩擦力和滚动摩擦力的原理及区别；
（2）因在本体的侧表面上设有限位柄，在滚动摩擦单元的升起过程中使滚动摩擦单元很好的进行限位，使辊子的上表面与本体的上表面相平行，便于进行滚动摩擦力原理演示；
（3）因滑动摩擦单元、滚动摩擦单元通过操作者简单的操作即可进行切换，只需要准备用于演示动摩擦力的滑块即可，使用方便快捷；
（4）因使用电机使滑块均匀运动，避免人工拉动滑块造成的测量误差。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1为本实用新型实施例主视图；
图2为图1中A-B断面（滚动摩擦单元）示意图；
图3为本实用新型实施例中滑动摩擦单元示意图；
图4为本实用新型实施例工作示意图；
图中：100-本体，110-上表面，120-侧表面，200-滑动摩擦单元，210-辊子，220-支撑板，230-上基座，240-弹性元件，250-下基座，260-安装座，300-限位柄，310-手柄，320-限位块，330-限位突起，400-滚动摩擦单元，410-门扇，411-门柄，412-合页，500-电机，510-输出轴，600-牵引绳，700-滑块，800-测力计，900-支架，910-转轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
实施例：
如图1至图4所示，本实施例公开了一种滑动及滚动摩擦力演示装置，包括呈长方体状的本体100，该本体的外表面上为滑动摩擦单元400，优先布置于该本体100边长较长的上表面110上，上述本体100内该滑动摩擦单元400的下侧为滚动摩擦单元200，在上述本体的外表面上还布置有测试单元。
滑动摩擦单元400，包括可旋转的门扇410，该门扇下侧为滚动摩擦单元，通过合页412固连于本体100的上表面110上，该门扇410远离合页412旋转轴的一端设有门柄411，通过操作门柄，进而使门扇以合页的旋转轴为轴线进行旋转，使门扇开启或闭合，上述门柄、合页的数量优先均匀设置为三个，当门扇闭合时，该门扇设有门柄的一端与本体之间为过盈配合，避免门扇在整个装置的搬动过程中自动开启。
滚动摩擦单元200，包括长度大于门扇长度的支撑板220，该支撑板上侧为安装座260，安装座上安装有多个辊子210，辊子的直径总长度与门扇的长度，该支撑板下侧为三组弹性部，该弹性部包括上基座230，上基座上固连有弹性元件240，弹性元件的另一端固连于下基座250上，在弹性部的作用下，滚动摩擦单元可以实现一定范围的升起或降低。
限位柄300，沿滚动摩擦单元的升起方向分别设置于本体100边长较短的左右侧表面120的上边缘，包括手柄310和与手柄连接且穿入本体内的限位块320，两者呈T形状，限位块优先设置为长方体状且其前端为圆弧面，限制滚动摩擦单元升起的位置，于该限位块的上侧、下侧分别对应设有限位突起330，该限位突起一方面阻止限位柄在工作过程中脱离本体，另一方面当限位柱的前端弧面抵触于安装座上时，对限位柱的工作位置进行限定。
测试单元，包括电机500，布置于本体上表面110的一端上，滑块700的一侧连接有牵引绳，该牵引绳的另一端连接于电机的输出轴510上，该滑块的另一侧亦连接有牵引绳，并通过设于本体上表面110上的支架900上的转轴910连接于测力计800上，滑块两侧的牵引绳优先设置为可拆卸的，但在动摩擦力演示过程中，其也可以不进行拆卸。
本实用新型实施例使用过程如下：
当操作者需要演示滑动摩擦力原理时，将本实用新型实施例中的本体放置于水平状态，将牵引绳与电机输出轴连接，牵引绳的另一端连接于滑块的一侧，另一侧亦与牵引绳连接，并通过支架上的转轴连接于测力计上，连通电机的电源，以上牵引绳与滑块为首次连接，后期使用可不进行再次连接，使电机开始工作，在电机均匀的转动下，通过牵引绳带动滑块滑动，待滑块运动平稳后，从测力计上读取滑块在本体上表面滑动摩擦力的数值即可。
当操作者需要演示滚动摩擦力原理时，将本实用新型实施例中的本体放置于水平状态，操作本体侧表面上的限位柄，使限位柱的前端圆弧面抵触辊子下侧的安装座，再操作门柄使门扇沿合页旋转轴为轴线进行旋转，即使门扇开启，此时，滚动摩擦单元在弹性部的作用下升起，在限位柄的作用下停止继续上升，此时辊子的上表面与本体的上表面相平行，将带牵引绳的滑块与电机输出轴、支架转轴及测力计连接，连通电机的电源，使电机开始工作，在电机均匀的转动下，通过牵引绳带动滑块滚动，待滑块运动平稳后，从测力计上读取滑块辊子上的滚动摩擦力数值即可。
根据需要，还可通过在滑块上增加不同质量的砝码，测出不同的滑动摩擦力、滚动摩擦力。
根据需要，本体的上表面采用不同摩擦系数材质的材料制成，进而演示不同的滑动摩擦力。
本实用新型涉及的摩擦力演示装置，因包括滑动摩擦单元、滚动摩擦单元，既能演示滑动摩擦力原理，又能演示滚动摩擦力原理，并通过测力计读取数值，即可对滑动摩擦力和滚动摩擦力进行比较，便于操作者理解滑动摩擦力和滚动摩擦力的原理及区别；因在本体的侧表面上设有限位柄，在滚动摩擦单元的升起过程中使滚动摩擦单元很好的进行限位，使辊子的上表面与本体的上表面相平行，便于进行滚动摩擦力原理演示；因滑动摩擦单元、滚动摩擦单元通过操作者简单的操作即可进行切换，使用方便快捷；因使用电机使滑块均匀运动，避免人工拉动滑块造成的测量误差。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种动摩擦力演示装置，包括长方体状的本体，其特征在于：
滑动摩擦单元，布置于本体的上表面上，该滑动摩擦单元包括可旋转的门扇；
滚动摩擦单元，布置于本体内所述滑动摩擦单元的门扇下侧，该滚动摩擦单元包括支撑板，该支撑板上侧安装有辊子，下侧为使滚动摩擦单元升起或降低的弹性部；
限位柄，沿滚动摩擦单元的升起方向分别布置于本体左右侧表面的上边缘，限制滚动摩擦单元在升起的过程中的位置；
测试单元，布置于本体的上表面的一端，产生动摩擦力并对动摩擦力进行测量。
2.根据权利要求1所述的演示装置，其特征在于：所述滚动摩擦单元的弹性部包括上基座，该上基座上固连有弹性元件，弹性元件的另一端固连于下基座上。
3.根据权利要求2所述的演示装置，其特征在于：所述限位柄包括手柄和与手柄连接且穿入所述本体内的长方体状限位块，该手柄与限位块呈T形状。
4.根据权利要求3所述的演示装置，其特征在于：所述限位块的前端为圆弧面，该限位块的上侧、下侧分别对应设有限位突起。
5.根据权利要求1-4任一项所述的演示装置，其特征在于：所述滑动摩擦单元的门扇通过合页固连于所述本体的上表面上，该门扇远离合页旋转轴的一端设有门柄。
6.根据权利要求5所述的演示装置，其特征在于：所述测试单元包括电机，连接该电机输出轴的牵引绳，该牵引绳的另一端连接有滑块，该滑块的另一侧亦连接有牵引绳，通过设置于本体上表面支架上的转轴连接于测力计上。
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| CN110675707A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-01-10 | 芜湖市科源教学设备有限公司 | 一种教学用作用力与反作用力演示器 |
| CN113284402A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-20 | 许文龙 | 一种用于物理摩擦力实验的新型演示教具 |
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