CN205281914U - 一种数字式滑动摩擦力实验仪 - Google Patents

Abstract

一种数字式滑动摩擦力实验仪，包括通过滑轮安装在支架上的传送带，滑轮外部连接用于驱使传送带转动的摇把；所述的传送带上放置有滑块，且滑块一面与传送带接触，该面的对立面固定有棉布；所述的支架沿滑块运动方向的一端设置有挡板，挡板与滑块的正对面上设置有压力传感器，所述的压力传感器连接数字显示表。所述的滑块上放置有若干个用于增加摩擦面正压力的砝码，滑块采用长方体结构，其相邻表面的面积大小不同。本实用新型结构简单，读数方便，制作成本低廉，实验操作方便，使抽象问题具体化，在使用过程中能够培养学生的创新思维和实践能力，能够用于学生自主探究和教师课堂实验演示。

Description

一种数字式滑动摩擦力实验仪

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学实验仪，具体涉及一种数字式滑动摩擦力实验仪。

背景技术

滑动摩擦力实验是高中物理教学中必做的实验，该实验是用来探究影响滑动摩擦力大小的因素。该实验的原理是将滑块放于木板上，手拉弹簧使滑块在木板上做水平匀速直线运动，根据二力平衡关系可知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。

在探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，将滑块置于木板面，毛巾面，玻璃面等粗糙程度不同的表面滑动，然后测量滑动摩擦力，比较滑动摩擦力的大小；在探究滑动摩擦力与压力的关系时，保持接触面不变，在滑块上表面增加重物后测滑动擦力，比较压力不同情况下探究滑动擦力与压力大小的关系。现有的教学过程中该实验在实验方法上存在以下缺点：①拉动滑块时难以实现滑块始终做匀速直线运动，这使得滑动摩力大小与测量值存在较大差异；②弹簧测力计在运动过程中不方便读数；③作为演示实验，后排学生很难观察弹簧测力计的示数；④由于实验条件的限制，对探究滑动摩擦力大小与接触面大小，相对速度大小是否有关等猜想该实验很难完成。因此需要一种严谨科学的实验仪器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种精度高、一体化、操作方便，便于观察的数字式滑动摩擦力实验仪。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括通过滑轮安装在支架上的传送带，滑轮外部连接用于驱使传送带转动的摇把；所述的传送带上放置有滑块，且滑块一面与传送带接触，该面的对立面固定有棉布；所述的支架沿滑块运动方向的一端设置有挡板，挡板与滑块的正对面上设置有压力传感器，所述的压力传感器连接数字显示表。

所述的传送带上设置有便于观察传送带运动方向以及滑块移动距离的标记段。

所述的传送带采用弹性松紧带，滑轮采用橡胶轮。

所述的滑块上放置有若干个用于增加摩擦面正压力的砝码。

所述的数字显示表外部壳体上集成设置有砝码盒。

所述的滑块采用长方体结构，其相邻表面的面积大小不同。

与现有技术相比，本实用新型在使用时首先打开数字显示表的电源开关，然后将滑块置于传送带上，在探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度之间的关系时，分别将滑块木质面与棉布面置于传送带上，当摇把顺时转动时，滑块与传送带的表面产生滑动摩擦力，滑块与压力传感器发生相互作用，在水平方向上，滑块受滑动摩擦力和压力传感器的弹力满足二力平衡，数字显示表的数值反映了两种接触面下滑动摩擦力的数值，通过比较数值大小即能够得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。在不改变滑块压力和接触面粗糙程度的条件下，不断改变摇把的转速，读出滑动摩擦力的大小，即能够得出滑动摩擦力与滑块相对速度的关系。本实用新型结构简单，读数方便，制作成本低廉，实验操作方便，使抽象问题具体化，在使用过程中能够培养学生的创新思维和实践能力，能够用于学生自主探究和教师课堂实验演示。

进一步的，本实用新型传送带采用弹性松紧带，滑轮采用橡胶轮，保证摩擦可靠有效。

进一步的，本实用新型滑块上放置砝码，通过增减砝码，得出滑动摩擦力与压力的关系。

进一步的，本实用新型滑块采用长方体结构，其相邻表面的面积大小不同，通过将不同表面放置在传送带上，得出滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系。

附图说明

图1本实用新型的整体结构侧视图；

图2本实用新型的整体结构俯视图；

附图中：1.支架；2.传送带；3.标记段；4.滑块；5.棉布；6.压力传感器；7.挡板；8.摇把；9.电源开关；10.数字显示表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，2，本实用新型在结构上包括支架1，以及通过滑轮11安装在支架1上的传送带2，传送带2采用弹性松紧带，滑轮11采用橡胶轮，滑轮11外部连接用于驱使传送带2转动的摇把8。传送带2上放置滑块4，滑块4上放置有若干个用于增加摩擦面正压力的砝码，传送带2上设置有便于观察传送带2运动方向以及滑块4移动距离的标记段3。滑块4一面与传送带2接触，该面的对立面固定有棉布5。支架1沿滑块4运动方向的一端设置有挡板7，挡板7与滑块4的正对面上设置有压力传感器6，压力传感器6连接数字显示表10，数字显示表10外部壳体上集成设置有砝码盒。滑块4采用长方体结构，其相邻表面的面积大小不同。

本实用新型的工作原理为：先开启电源开关9，然后将滑块4置于传送带2上。①在探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度之间关系时，可分别将长方体滑块2的上下木质面和棉布面置于传送带2上，当摇把8顺时针转动，滑块4与压力传感器6发生相互作用，此时的滑块4静止，传送带2运动，它们的接触面间产生滑动摩擦力。在水平方向上，滑块4受滑动摩擦力(向右)和压力传感器6的弹力(向左)，此二力满足二力平衡。因此数字显示表10的数值为两种不同情况下滑动摩擦力的数值，比较滑动摩擦力的大小即可得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。②在探究滑动摩擦力与压力的关系时，不改变接触面的粗糙程度，直接往滑块4上表面添加砝码(滑块质量已知为250克)，使摇把8顺时针转动，读出滑动摩擦力的大小，即可知道滑动摩擦力与压力的关系。③探究滑动摩擦力与接触面大小的关系时，可将长方体滑块4不同面的表面(上下面、前后面、左右面)置于传送带上，滑块4相邻表面的面积大小不同，读出滑动摩擦力的大小，可得出滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系。④擦究滑动摩擦力大小与滑块4相对速度的关系时在不改其压力和接触面的粗糙程度的条件下，不断改变摇把8的转速，读出滑动摩擦力的大小，可得出两者关系。

本实用新型读数方便，制作成本低廉，实验操作方便，能够使抽象问题具体化。

Claims (6)

1.一种数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：包括通过滑轮(11)安装在支架(1)上的传送带(2)，滑轮(11)外部连接用于驱使传送带(2)转动的摇把(8)；所述的传送带(2)上放置有滑块(4)，且滑块(4)一面与传送带(2)接触，该面的对立面固定有棉布(5)；所述的支架(1)沿滑块(4)运动方向的一端设置有挡板(7)，挡板(7)与滑块(4)的正对面上设置有压力传感器(6)，所述的压力传感器(6)连接数字显示表(10)。

2.根据权利要求1所述的数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：所述的传送带(2)上设置有便于观察传送带(2)运动方向以及滑块(4)移动距离的标记段(3)。

3.根据权利要求1所述的数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：所述的传送带(2)采用弹性松紧带，滑轮(11)采用橡胶轮。

4.根据权利要求1所述的数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：所述的滑块(4)上放置有若干个用于增加摩擦面正压力的砝码。

5.根据权利要求4所述的数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：所述的数字显示表(10)外部壳体上集成设置有砝码盒。

6.根据权利要求1所述的数字式滑动摩擦力实验仪，其特征在于：所述的滑块(4)采用长方体结构，其相邻表面的面积大小不同。