CN207651044U - 一种摩擦力演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种摩擦力演示仪，其特征在于：包括底座，所述底座上安装有传动装置，其包括电机、固定模块、定轴承、主动轴、传动带、从动轴和动轴承，所述底座上还安装有斜面调节装置和测量装置，所述斜面调节装置上开有多个小孔，所述测量装置包括仪器面板、定滑轮、弹簧测力计和记录游标，所述传动带上放置有物块，所述物块通过从动轴和定滑轮与弹簧测力计连接。该摩擦力演示仪具有功能齐全、稳定性强和拓展性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理学教具的技术领域，具体涉及一种摩擦力演示仪。
背景技术
高中物理教学关于力学部分中，摩擦力是一个教学重点，也是一个教学难点。在学习滑动摩擦力和最大静摩擦力的大小关系时，学生对这部分知识的理解是建立在教师的讲解基础上的，在比较最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小时，传统的实验教具难以向学生展示出它们的大小关系。
发明人查阅了大量文献资料发现，近年来研究者们发表了很多自制摩擦力演示实验装置的文章。这些实验仪器虽然可以弥补传统的演示方法的不足，具有功能集成化特点，但仍存在一些值得改进的方面。比如，有的仪器可显示最大静摩擦力的暂态，但是现象不够明显；有的只能演示平面上物体的摩擦力。为弥补现有摩擦力演示仪的不足，发明人自制了操作便捷、现象明显直观、外表美观、集多功能于一体摩擦力演示仪器。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种摩擦力演示仪。该摩擦力演示仪具有功能齐全、稳定性强和拓展性好的优点。
本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的：一种摩擦力演示仪，其特征在于：包括底座，所述底座上安装有传动装置，其包括电机、固定模块、定轴承、主动轴、传动带、从动轴和动轴承，所述底座上还安装有斜面调节装置和测量装置，所述斜面调节装置上开有多个小孔，所述测量装置包括仪器面板、定滑轮、弹簧测力计和记录游标，所述传动带上放置有物块，所述物块通过从动轴和定滑轮与弹簧测力计连接。
优选的，所述底座上还安装有调速器，所述调速器上有开关和调速旋钮。
优选的，所述物块下粘贴有刷毛。
与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点：(1)功能齐全，本仪器可直观演示动静摩擦力的大小和方向，可探究滑动摩擦力的各个影响因素，操作方便，现象明显，方便搬动用于演示实验教学可促进摩擦力的高效教学。(2)稳定性强，本仪器可通过变速器调节物体的运动速度，可选择不同摩擦系数的接触面进行实验，可满足实验条件的需要达到较好的实验效果，弥补了传统摩擦力演示教具操作不稳定现象的不足。(3)拓展性好，该仪器可演示不同情境中的摩擦力，如水平传送带和斜面传送带上物体运动，扩展了动静摩擦力演示仪的功能。
附图说明
图1摩擦力演示仪结构示意图；
图2摩擦力演示仪基本原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1中所示的本实用新型的结构示意图，一种摩擦力演示仪，其主要包括传动装置、调速装置、斜面调节装置和测量装置，将水平皮带上的物块与固定不动的弹簧测力计连接再利用直流电动机驱动皮带。如图2所述，当皮带与固定弹簧测力计的连线绷紧时，物块受到拉力T和静摩擦力Ff，物块与皮带匀速运动二者保持相对静止Ff＝T；随着皮带的转动物块受到的静摩擦力逐渐增大，当二者发生相对运动时物块受到滑动摩擦力Ff’，物块相对地面静止Ff’＝T。
该摩擦力演示仪，具体的包括底座1，所述底座1上安装有传动装置，其包括电机18、固定模块3、定轴承4、主动轴6、传动带11、从动轴7和动轴承5，所述底座1上还安装有斜面调节装置和测量装置，所述斜面调节装置上开有多个小孔17，所述测量装置包括仪器面板2、定滑轮12、弹簧测力计13和记录游标14，所述传动带11上放置有物块15，所述物块15通过从动轴7和定滑轮12与弹簧测力计13连接，所述物块15下粘贴有刷毛16，所述底座1上还安装有调速器8，所述调速器上有开关9和调速旋钮10。
该摩擦力演示仪可实现如下功能：静、动摩擦力大小的测量及比较，探究滑动摩擦力的影响因素，演示静、动摩擦力的方向，探究物体在平面和斜面上的摩擦力。
(1)当物块与皮带匀速运动，二者相对静止，测力计的示数即为静摩擦力的大小。随着木块的运动，测力计的示数越来越大，说明静摩擦力不断增大，接着示数有最大值，即为最大静摩擦力的大小fmax，游标停留在此位置上，记录了fmax。随后物块与皮带发生相对滑动，测力计的读数略有减小并保持某个数值不变，该值为滑动摩擦力的大小。另外，将刷毛粘贴在物块的底面上，实验中刷毛的倾斜方向指示了静摩擦力的方向，将抽象的方向直观地显现出来，有利于促进学生对静摩擦力方向的理解。
(2)使用不同的砂纸接触面改变接触面的粗糙程度，在物块上增减砝码改变正压力，调换物块与皮带的接触面改变接触面积，调节传送带的速度改变物块的速度，通过以上4个环节探究滑动摩擦力的影响因素。
(3)验证滑动摩擦力与重力垂直于斜面的分力(正压力)成正比。物块与皮带发生相对滑动，测力计的读数减去重力沿水平方向的分力(T-mgsinθ)小于水平皮带上滑动摩擦力的大小，说明斜面上的物体受到的滑动摩擦力小于水平面上的物体受到的滑动摩擦力。改变斜面的倾角(倾斜角θ为10°、20°、30°)进行实验，说明斜面上的物体受到的滑动摩擦力的大小与正压力成正比，而非与重力成正比。
总之，本实用新型提供了一种摩擦力演示仪。以上所述，仅为本实用新型的一部分具体实施方式，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种摩擦力演示仪，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上安装有传动装置，所述传动装置包括电机(18)、固定模块(3)、定轴承(4)、主动轴(6)、传动带(11)、从动轴(7)和动轴承(5)，所述底座(1)上还安装有斜面调节装置和测量装置，所述斜面调节装置上开有多个小孔(17)，所述测量装置包括仪器面板(2)、定滑轮(12)、弹簧测力计(13)和记录游标(14)，在所述传动带(11)上放置有物块(15)，所述物块(15)通过从动轴(7)和定滑轮(12)与弹簧测力计(13)连接。
2.如权利要求1所述的摩擦力演示仪，其特征在于：所述底座(1)上还安装有调速器(8)，所述调速器上有开关(9)和调速旋钮(10)。
3.如权利要求2所述的摩擦力演示仪，其特征在于：所述物块(15)下粘贴有刷毛(16)。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109256018A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-22 | 四川省通江县永安中学校 | 一种测试影响摩擦力的相关因素的实验仪 |
| CN109377837A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-02-22 | 田镇宇 | 一种力学综合实验装置 |
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- 2017-05-31 CN CN201720617540.3U patent/CN207651044U/zh not_active Expired - Fee Related
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