CN209514965U - 一种直读式动摩擦因数测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直读式动摩擦因数测量装置，包括工作台面、设置于工作台面上的水平底板、可调倾斜角度滑板和数字计时器，横跨在所述可调倾斜角度滑板上方至少固定有两个光电门，两个光电门分别与所述数字计时器通信连接，靠近所述水平底板的一端表面设置有升降电机，所述水平底板的另一端与所述可调倾斜角度滑板的下端通过转轴进行转动连接，在所述水平底板的中央固定有供电盒子，所述供电盒子通过升降控制开关于所述升降电机电气连接，所述升降电机的输出轴与靠近所述可调倾斜角度滑板的下端下表面传动连接，在可调倾斜角度滑板的表面放置有滑动件，在垂直于所述滑动件的表面设置有挡光条。本实用新型能快速直观方便地测出动摩擦因数。
Description
技术领域
本实用新型属于物理实验设备技术领域，尤其涉及一种直读式动摩擦因数测量装置。
背景技术
动摩擦因数与温度、速度和长度等物理量不同，无法直接测量；在中学物理教学工作中关于动摩擦因数的理解上有两个问题一直困扰着许多学生，其一是学生在测量动摩擦因数方法的实验仪器中均需要测量多个物理量并经过相对复杂的计算才能够完成测量任务，其二是当物体沿斜面匀速下滑时，诸多学生总是难以理解为何可采用公式μ＝tagθ从而求出动摩擦因数μ，为此，为解决上述两个问题，急需设计一种既能直接测出动摩擦因数μ又能提高学生对正交分解的理解和应用。
实用新型内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种直读式动摩擦因数测量装置，本实用新型的摩擦因数测量装置能快速测出了任意一种或两种以上材料与滑动件之间的动摩擦因数，快速直观方便，能让学生更深刻的了解动摩擦因数测量方法，简化了滑动件在斜面上受力分析，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种直读式动摩擦因数测量装置，包括工作台面、设置于工作台面上的水平底板、可调倾斜角度滑板和数字计时器，横跨在所述可调倾斜角度滑板上方至少固定有两个光电门，两个光电门分别通过数据线与所述数字计时器通信连接，所述可调倾斜角度滑板倾斜设置在水平底板的上方，靠近所述水平底板的一端表面设置有升降电机，所述水平底板的另一端与所述可调倾斜角度滑板的下端通过转轴进行转动连接，在所述水平底板的中央固定有供电盒子，所述升降电机的一端通过底座可转动地固定在水平底板上，所述升降电机的另一端固定在供电盒子的外壳上，所述供电盒子通过升降控制开关于所述升降电机电气连接，所述升降电机的输出轴与靠近所述可调倾斜角度滑板的下端下表面传动连接，在可调倾斜角度滑板的表面放置有滑动件，在垂直于所述滑动件的表面设置有挡光条。
优选的，在所述水平底板的长边截面和可调倾斜角度滑板的长边截面上分别可有尺寸刻度线。
上述方案进一步优选的，在水平底板两端分别设置有水平调螺杆，在水平底板的表面上还设置有水平仪，所述水平底板两端分别通过水平调螺杆固定在所述工作台面上。
上述方案进一步优选的，在所述可调倾斜角度滑板下端设有缓冲挡板31，该缓冲挡板与所述可调倾斜角度滑板3的下端部呈弧形过度。
上述方案进一步优选的，在所述可调倾斜角度滑板的表面设有沿长度方向的滑槽，在滑槽内放置有可拆卸的摩擦副材料。
上述方案进一步优选的，在所述供电盒子外还设置有充电接口，该充电接口通过电源线与所述供电盒子电气连接。
上述方案进一步优选的，所述相邻两个光电门之间的距离为40cm至100cm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)、本实用新型能快速测出了任意一种或两种以上材料与滑动件之间的动摩擦因数，快速直观方便，能让学生更深刻的了解动摩擦因数测量方法，简化了滑动件在斜面上受力分析。
(2)、本实用新型的测量仪采用比例法和特殊值法把测角度θ转为测高度h，大大的减少了所需测量的物理量和提高了测量的准确性；经过大量的测试发现本实用新型的测量仪的测量结果与理论公布的摩擦数据相差不大，虽然也存在一定的误差，引起误差的因素有主要在于斜面和滑动件的平整度不够引起的，但从根本上了既能直接测出动摩擦因数μ又能提高学生对正交分解的理解。
附图说明
图1是本实用新型的一种直读式动摩擦因数测量装置的结构示意图；
图2是本实用新型的动摩擦因数测量仪的示意图；
附图中，1-工作台面，2-水平底板，3-可调倾斜角度滑板，4-数字计时器，5-光电门，6-升降电机，7-供电盒子，8-滑动件，水平调螺杆20，水平仪21，22-转轴，30-尺寸刻度线，31-缓冲挡板，32-滑槽，60-底座，61-输出轴，70-升降控制开关，71-充电接口，80-挡光条。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
如图1所示，根据本实用新型的一种直读式动摩擦因数测量装置，包括工作台面1、设置于工作台面1上的水平底板2、可调倾斜角度滑板3和数字计时器4，横跨在所述可调倾斜角度滑板3上方至少固定有两个光电门5，两个光电门5分别通过数据线与所述数字计时器4通信连接，所述相邻两个光电门5之间的距离为40cm至100cm，或不少于60cm，所述可调倾斜角度滑板3倾斜设置在水平底板2的上方，靠近所述水平底板2一端的表面设置有升降电机6，所述水平底板2的另一端与所述可调倾斜角度滑板3的下端通过转轴22进行转动连接，在所述水平底板2的中央固定有供电盒子7，所述升降电机6的一端通过底座60可转动地固定在水平底板2上，所述升降电机6的另一端固定在供电盒子7的外壳上，在所述供电盒子7外还设置有充电接口71，该充电接口71通过电源线与所述供电盒子7电气连接，市电通过充电接口71对供电盒子内的可充电锂电池进行充电，所述供电盒子7通过升降控制开关70于所述升降电机6电气连接，所述升降电机6的输出轴61与靠近所述可调倾斜角度滑板3的下端下表面传动连接，所述供电盒子7内的锂电池通过升降控制开关70与所述升降电机6进行连接，从而控制升降电机6的输出轴61伸缩的长短，从而调节可调倾斜角度滑板3与水平底板2之间的角度，在可调倾斜角度滑板3的表面放置有滑动件8，在垂直于所述滑动件8的表面设置有挡光条70。
在本实用新型中，如图2所示，在所述水平底板2的长边截面和可调倾斜角度滑板3的长边截面上分别可有尺寸刻度线30，在水平底板2两端分别设置有水平调螺杆20，在水平底板2的表面上还设置有水平仪21，所述水平底板2两端分别通过水平调螺杆20固定在所述工作台面1上；在所述可调倾斜角度滑板3下端设有缓冲挡板31，该缓冲挡板31与所述可调倾斜角度滑板3的下端部呈弧形过度，滑动件8从可调倾斜角度滑板3的上端向下滑动，从调倾斜角度滑板3下端滑出并过渡缓冲而停止在缓冲挡板31内，防止滑动件8滑出工作台面1；所述缓冲挡板31为橡胶材质、塑料材质或轻质铝合金材质；滑动件8为金属滑块、木质滑块或滑动小车等。
在本实用新型中，结合图1和图2所示，在所述可调倾斜角度滑板3的表面设有沿长度方向的滑槽32，在滑槽32内放置有可拆卸的摩擦副材料，设置在可调倾斜角度滑板3上端的光电门5与其上端部的距离不少于40cm，所述摩擦副材料为石棉基材料、木板材料、金属板材料、橡胶板材料、塑料板材料或者在滑槽32内层铺设有毛巾等。滑动件8在滑槽32内放置的摩擦副材料表面滑动。实验时，先安装好光电门5并插好供电盒子7并提供相应的电源，调节水平调螺杆20上的螺母或旋钮让水平底板2处于水平状态，打开升降控制开关70控制升降电机6的输出轴61进行伸长或收缩，把可调倾斜角度滑板3调节到适当的倾斜角度，把需要测量的滑动件8安放在可调倾斜角度滑板3的滑槽32内的上端，等待下滑时测量，保证滑动件8在可调倾斜角度滑板3的滑槽32内匀速度下滑，而恰好让滑动件8能匀速下滑(可通过两个光电门5进行测量，从而判断物体是否匀速下滑)。在实验中，可用激光测距仪测出水平底板2离转轴22的L米处(如1m)，也可以从水平底板2上的尺寸刻度线30读出长度L，在测量对应长度上方滑动件8所在的高度，从而得出对应滑动件8的竖直高度h，如图2所示，读出此高度h的值即为摩擦副材料与滑动件8之间的动摩擦因数大小(例如，测出水平底板2上离转轴0.5m处的竖直高度，读出此高度h的值的2倍即为摩擦副材料与滑动件8之间的动摩擦因数大小)。因此，根据平衡条件可得μ＝tagθ＝h/L，其中h为滑动件8至水平底板2的高度，L为水平底板2的长度，当水平底板2的长度为L时，有μ＝h，即高度h的数值就为动摩擦因数μ的值。用数字计时器4即可直接测出滑动件8的动摩擦因数μ，另外加装两个光电门5在可调倾斜角度滑板3的斜面两则，滑动件8上的挡光条70经过光电门5时，将会阻挡光电门5发出的光线，阻挡光线的时间即为滑动件8经过光电门5的时间，当滑动件通过两个光电门5挡光时间相等，说明物体做匀速运动，起到判断物体是否做匀速度下滑的测定作用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：包括工作台面(1)、设置于工作台面(1)上的水平底板(2)、可调倾斜角度滑板(3)和数字计时器(4)，横跨在所述可调倾斜角度滑板(3)上方至少固定有两个光电门(5)，两个光电门(5)分别通过数据线与所述数字计时器(4)通信连接，所述可调倾斜角度滑板(3)倾斜设置在水平底板(2)的上方，靠近所述水平底板(2)的一端表面设置有升降电机(6)，所述水平底板(2)的另一端与所述可调倾斜角度滑板(3)的下端通过转轴进行转动连接，在所述水平底板(2)的中央固定有供电盒子(7)，所述升降电机(6)的一端通过底座(60)可转动地固定在水平底板(2)上，所述升降电机(6)的另一端固定在供电盒子(7)的外壳上，所述供电盒子(7)通过升降控制开关(70)于所述升降电机(6)电气连接，所述升降电机(6)的输出轴(61)与靠近所述可调倾斜角度滑板(3)的下端下表面传动连接，在可调倾斜角度滑板(3)的表面放置有滑动件(8)，在垂直于所述滑动件(8)的表面设置有挡光条(80)。
2.根据权利要求1所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：在所述水平底板(2)的长边截面和可调倾斜角度滑板(3)的长边截面上分别可有尺寸刻度线(30)。
3.根据权利要求1或2所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：在水平底板(2)两端分别设置有水平调螺杆(20)，在水平底板(2)的表面上还设置有水平仪(21)，所述水平底板(2)两端分别通过水平调螺杆(20)固定在所述工作台面(1)上。
4.根据权利要求1或2所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：在所述可调倾斜角度滑板(3)下端设有缓冲挡板(31)，该缓冲挡板(31)与所述可调倾斜角度滑板(3)的下端部呈弧形过度。
5.根据权利要求4所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：在所述可调倾斜角度滑板(3)的表面设有沿长度方向的滑槽(32)，在滑槽(32)内放置有可拆卸的摩擦副材料。
6.根据权利要求1所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：在所述供电盒子(7)外还设置有充电接口(71)，该充电接口(71)通过电源线与所述供电盒子(7)电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种直读式动摩擦因数测量装置，其特征在于：所述相邻两个光电门(5)之间的距离为40cm至100cm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111812025A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-23 | 山东科技大学 | 一种动摩擦系数测定装置及测定方法 |
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2018
- 2018-12-25 CN CN201822190705.0U patent/CN209514965U/zh not_active Expired - Fee Related
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