CN2038261U - 显示摩擦力的教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种显示摩擦力的直观教学用具。它有一箱体，箱体下底装有三个或三个以上的小轮支放在一底板上。底板中部有一垂直舌片穿过箱体下底的槽口进入箱体，并用定位销把底板与箱体连成一体，箱体与进入其内的舌片间连接有弹簧或橡筋。当底板受摩擦力时，教具能自动显示摩擦力的存在，并指明方向。本教具结构简单成本低，用于中学物理教学直观可靠，学生易于接受、加深理解。

Description

本实用新型属教育演示用具，具体为一种显示摩擦力的直观教学用具。

本实用新型做出以前，在初中物理课教学中是用弹簧测力计拉物体来观察摩擦力的，这只有在预先确定有摩擦、且已知摩擦力方向的前提下才能使用，并且观察到的实际上不是摩擦力，而是摩擦力的平衡力。用弹簧测力计拉物体的方法不能探讨物体在哪种情况下有摩擦，哪种情况下无摩擦，也不能通过实验确定摩擦力的方向。

本实用新型的目的是提供一种教具，它对处于不同运动状态下的物体是否受摩擦力的作用能作自动显示并指示出所受摩擦力的方向，由一目了然的直观感觉使学生易于接受、加深理解。

本实用新型是按如下方式来实现的：该教具为一箱体放置于一底板〔8〕上，箱体由上盖〔1〕、框架〔2〕和下底〔7〕围成。底板〔8〕的中部有一长度方向为底板纵向的垂直舌片〔10〕，下底〔7〕的中部沿纵向开有一条长度比舌片〔10〕要长的槽口，舌片〔10〕可穿过槽口进入箱体内。下底〔7〕靠近底板〔8〕的一面装有三个或三个以上的小轮〔9〕，小轮〔9〕支放在底板〔8〕上。舌片〔10〕穿过下底〔7〕上的槽口后，在其进入箱体内的部分插上限位销〔6〕，限位销与下底〔7〕之间留有间隙。这样，箱体就既能在底板〔8〕上沿纵向左右移动，而又不会与底板〔8〕脱离。在框架〔2〕与下底〔7〕上的槽口垂直的两侧面上分别固定有另一头与舌片〔10〕进入箱体内的部份相连的弹簧或橡筋〔5〕。当底板〔8〕受到摩擦力作用时，它会沿摩擦力方向相对于箱体运动，同时弹簧或橡筋〔5〕发生形变。当所受的摩擦力消失时，形变弹簧或橡筋的拉力使箱体回复到原来的相对位置。这样，根据底板〔8〕与箱体间的相对位置，便能直观地看出底板〔8〕是否受摩擦力作用，并判明摩擦力的方向。为了更方便地观察该摩擦力，可在框架〔2〕与下底〔7〕上之槽口平行的两侧面上各画一双箭头〔11〕，并在底板〔8〕的相应两边各联接两块与其垂直的遮板〔12〕，使底板〔8〕未受摩擦力时，遮板〔12〕刚好把框架侧面上的两个箭头都遮住（如图1中虚线所示）。当底板受摩擦力相对于箱体运动时，连在底板上的遮板跟随一起移动，双箭头中会有一个（也只会有一个）箭头露出来，该箭头就指示了摩擦力的方向。当摩擦力消失时，底板与箱体又回到原来的相对位置，遮板重新把两个箭头遮住。这样便能由箭头的出现与否及出现的方向一目了然地看出受不受摩擦力和所受摩擦力的方向。在箱体内还可没有配重座〔4〕（粘在框架上）和配重〔3〕，以提高本教具在演示加速运动中的摩擦力的灵敏度。底板〔8〕和下底〔7〕可用薄钢板或塑料制作，框架〔2〕和上盖〔1〕可用木料或塑料制成。

本实用新型的优点在于对中学物理课所涉及的全部物体运动状态，都能用它非常直观地显示在相应的情况下物体是否受摩擦力作用（滑动摩擦力或静擦察力），并指示所受摩擦力的方向。此外该教具还能演示作圆周运动物体的向心力和作简谐振动物体的回复力。此教具结构简单，材料易找、制作容易、成本低廉，操作演示方便、可靠性高。

下面是几个简单的示范：

1.把本实用新型放在小车上，使小车在水平面上分别作匀速运动和加速运动，则本实用新型显示出：作匀速运动时底板〔8〕与小车间无摩擦力作用；作加速运动时，底板〔8〕受到与运动方向相同的摩擦力的作用。

2.把两个教具叠放在一起，使其底板〔8〕互相贴合，若把两个教具放在水平面上，固定下面的教具，由线拉动上面的教具使其在下面的教具上移动，则两教具都能显示出受到滑动摩擦力的作用，且两滑动摩擦力的方向相反。若把两教具放在斜面上并处于静止状态，则两教具显示的静摩擦力也是成对出现，方向总是相反。

3.在水平面的一端固定一软弹簧，弹簧的另一端栓一细线，线端栓在小车上，把该教具放在小车上并让它同小车一道以较大的速度运动，在弹簧伸长和收缩的过程中，虽然教具运动的方向前后相反，但显示出所受摩擦力的方向始终保持不变。

图1为本实用新型实施例的立体示意图。

图2为实施例底板〔8〕的展开示意图。

图3为实施例下底〔7〕的展开示意图。

实施例：见图1～图3。底板〔8〕用薄钢板制成，展开图见图2，按图中虚线把两侧遮板〔12〕及舌片〔10〕垂直折起便可装配使用。舌片〔10〕上有四个小孔，上面两个小孔安装橡皮筋，下面两个孔为供限位销〔6〕插入的限位孔。下底〔7〕也用薄钢板制成，展开图见图3，按图中虚线将两侧竖直折起便成。下底〔7〕的侧面钻有两对（四个）小孔，每对小孔穿过一根小轴，每根轴上套两    个小轮，整个下底〔7〕上装有四个小轮〔9〕。下底〔7〕中部所开槽口的长度比舌片〔10〕要长2～4cm。框架〔2〕的两端各粘有一个橡筋柱座〔13〕，其上各固定有一根橡筋柱〔14〕。在橡筋柱〔14〕与舌片〔10〕的小孔之间装上橡筋〔5〕。下底〔7〕的两端还各有一小孔，用木螺钉穿过这两个小孔把下底〔7〕固定在橡筋柱〔13〕上。

Claims (3)

1、一种显示摩擦力的教具，其特征在于有一箱体及一底板，箱体的下底装有三个或三个以上的小轮支放在底板上，底板中部的垂直舌片穿过箱体下底的槽口进入箱体，并用定位销穿过舌片使底板与箱体下底连在一起，箱体与进入其内的舌片间连接有弹簧或橡筋。

2、如权利要求1所述的显示摩擦力的教具，其特征在于下底上装有的小轮为四个，底板上有两对遮板，箱体两侧有一对指示双箭头。

3、如权利要求1或2所述的显示摩擦力的教具，其特征是箱体内装有配重。

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