CN210443066U - 一种高中物理摩擦实验教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高中物理摩擦实验教学装置，包括底座和摩擦块，所述底座上开设有方形的凹槽，所述凹槽内放置有摩擦板，所述底座上开设有第一空腔、第二空腔，第三空腔、第四空腔，所述摩擦板的底部焊接有固定块。本装置的摩擦板为可更换式设计，更换表面粗糙度不同的摩擦板可以更好的帮助学生理解摩擦力；本装置中摩擦块上设置有砝码盘，在砝码盘上放置砝码可以改变摩擦块对摩擦板的压力，进而使摩擦力不同，更加便于学生理解摩擦力；实施例一中，演示人员使用手拉动牵引绳，便于演示人员控制牵引绳与摩擦块的速度；实施例二中，使用伺服电机带动牵引绳绕在滚筒上，可以使演示人员腾出一只手用于操作其他事情。

Description

一种高中物理摩擦实验教学装置

技术领域

本实用新型涉及物理教学装置技术领域，尤其涉及一种高中物理摩擦实验教学装置。

背景技术

一个物体在另一个物体表面发生滑动时，接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦，称为滑动摩擦。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。压力越大，物体接触面越粗糙，产生的滑动摩擦力就越大。

高中物理教学中，课堂上教师在演示摩擦力实验时，往往只让摩擦块在桌面这一种材料上滑动并测量摩擦力，但是这种演示方式无法直观的向学生展示摩擦力与接触面粗糙程度的关系。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有物理教学无法直观的演示摩擦力与接触面粗糙程度关系的缺点，而提出的一种高中物理摩擦实验教学装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高中物理摩擦实验教学装置，包括底座和摩擦块，所述底座上开设有方形的凹槽，所述凹槽内放置有摩擦板，所述底座上开设有第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔，所述摩擦板的底部焊接有固定块，所述固定块为工字形结构，所述固定块向下伸入第四空腔中，所述第四空腔为圆柱形台阶空腔，所述第四空腔的内滑动连接有滑动板，所述滑动板下端焊接有第二弹簧，所述第二弹簧的下端焊接在第四空腔的下壁。

优选地，所述第一空腔与第二空腔均与第四空腔连通，所述第一空腔和第二空腔内均滑动连接有一个锁块，所述锁块上焊接有第一弹簧，所述第一弹簧远离锁块的一端焊接在底座上，每个所述第一弹簧均水平设置，位于所述第一空腔内的锁块焊接有第一折杆，位于所述第二空腔内的锁块焊接有第二折杆，所述第一折杆与第二折杆均与底座保持滑动连接。

优选地，所述第一折杆的右端使用销轴转动连接有第二转动座，所述第二折杆的右端使用销轴转动连接有第一转动座，所述第三空腔内使用销轴转动连接有操作杆，所述第三空腔向上与外界连通，所述操作杆上从上到下依次开设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一转动座在第一滑槽内滑动，所述第二转动座在的第二滑槽内滑动。

优选地，所述摩擦块放置在摩擦板上，所述摩擦块上焊接有砝码盘，所述摩擦块左端焊接有牵引环，所述牵引环上系有牵引绳，所述底座的左端焊接有支架，所述支架上使用销轴转动连接有滑轮，所述牵引绳绕设在滑轮上，所述牵引绳远离牵引环的一端设有牵引装置。

优选地，所述牵引装置包含拉环，所述牵引绳系在拉环上。

优选地，所述牵引装置包含伺服电机和滚筒，所述伺服电机使用螺栓安装在底座的侧壁，所述滚筒焊接在伺服电机的输出轴上，所述牵引绳绕设在滚筒上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本装置的摩擦板为可更换式设计，更换表面粗糙度不同的摩擦板进行实验，可以更好的帮助学生理解摩擦力；

2.本装置中摩擦块上设置有砝码盘，在砝码盘上放置砝码可以改变摩擦块对摩擦板的压力，进而使摩擦力不同，更加便于学生理解摩擦力；

3.实施例一中，演示人员使用手拉动牵引绳，便于演示人员控制牵引绳与摩擦块的速度；实施例二中，使用伺服电机带动牵引绳绕在滚筒上，可以使演示人员腾出一只手用于操作其他事情。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种高中物理摩擦实验教学装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种高中物理摩擦实验教学装置的A部分放大示意图；

图3为本实用新型提出的一种高中物理摩擦实验教学装置的B部分放大示意图；

图4为本实用新型提出的一种高中物理摩擦实验教学装置另一种实施例的结构示意图。

图中：1底座、2摩擦板、3固定块、4第一空腔、5第二空腔、6第三空腔、7第四空腔、8锁块、9第一弹簧、10第一折杆、11第二折杆、12滑动板、13第二弹簧、14操作杆、15第一滑槽、16第二滑槽、17第一转动座、18第二转动座、19摩擦块、20砝码盘、21牵引环、22牵引绳、23支架、24滑轮、25拉环、26伺服电机、27滚筒、28凹槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1-3，一种高中物理摩擦实验教学装置，包括底座1和摩擦块19，底座1上开设有方形的凹槽28，凹槽28内放置有摩擦板2，底座1上开设有第一空腔4、第二空腔5、第三空腔6、第四空腔7，摩擦板2的底部焊接有固定块3，固定块3为工字形结构，固定块3向下伸入第四空腔7中，第四空腔7为圆柱形台阶空腔，第四空腔7的内滑动连接有滑动板12，滑动板12下端焊接有第二弹簧13，第二弹簧13的下端焊接在第四空腔7的下壁；第四空腔7的下端横截面积与滑动板12的横截面相同，第四空腔7上端横截面积与固定块3的横截面相同，滑动板12的横截面大于固定块3，所以滑动板12只会在第四空腔7的下端滑动，不会出现滑动板12从第四空腔7中滑出的现象；

所述第一空腔4与第二空腔5均与第四空腔7连通，第一空腔4和第二空腔5内均滑动连接有一个锁块8，锁块8上焊接有第一弹簧9，第一弹簧9远离锁块8的一端焊接在底座1上，每个第一弹簧9均水平设置，位于第一空腔4内的锁块8焊接有第一折杆10，位于第二空腔5内的锁块8焊接有第二折杆11，第一折杆10与第二折杆11均与底座1保持滑动连接，第一折杆10和第二折杆11在底座1内可左右滑动，便于演示人员控制使锁块8解除对固定块3的锁定；

第一折杆10的右端使用销轴转动连接有第二转动座18，第二折杆11的右端使用销轴转动连接有第一转动座17，第三空腔6内使用销轴转动连接有操作杆14，第三空腔6向上与外界连通，操作杆14上从上到下依次开设有第一滑槽15和第二滑槽16，第一转动座17在第一滑槽15内滑动，第二转动座18在的第二滑槽16内滑动，操作杆14上开设的第一滑槽15和第二滑槽16能够保证操作杆14在转动时，操作杆14能够带动第一折杆10和第二折杆11进行左右滑动，并且第一滑动座17与第二滑动座18相对操作杆14上的销轴所在水平面呈对称关系，进而使操作杆14转动时，两个折杆的滑动距离相等；

摩擦块19放置在摩擦板2上，摩擦块19上焊接有砝码盘20，摩擦块19左端焊接有牵引环21，牵引环21上系有牵引绳22，底座1的左端焊接有支架23，支架23上使用销轴转动连接有滑轮24，牵引绳22绕设在滑轮24上，牵引绳22远离牵引环21的一端设有牵引装置；支架23倾斜45°设置，将牵引绳22绕设在滑轮24上后，牵引绳22位于滑轮24的右端部分平行于摩擦板2，保证在实验过程中牵引绳22对摩擦块19的拉力等于摩擦块19收到的摩擦力；牵引装置包含拉环25，牵引绳22系在拉环25上，拉环25受演示人员的手部控制，使操作更加便于控制。

本实用新型中，演示实验前，应准备多块上表面粗糙程度不同的摩擦板2和一盒砝码，本实用中牵引绳22与牵引装置之间设有弹簧测力计(图中未示出)，由于弹簧测力计为高中实验教学中广泛使用的实验器具，固在此不做赘述；

演示实验时，将摩擦块19放置在摩擦板2的右端，用手拉动拉环25使牵引绳22带动摩擦块19在摩擦板2上匀速滑动，记录下此时弹簧测力计的示数，多次测量取平均数；将摩擦块19的位置复原，在砝码盘20上放置一定量的砝码，再次拉动拉环25并记录弹簧测力计的示数，多次测量取平均数；调整砝码盘20上发砝码重量，多次进行以上实验并依次记录实验数据；

将摩擦块19从摩擦板2上取下，向右掰动操作杆14使其转动，带动第二转动座18向左运动，第一转动座17向右运动，由于第一转动座17和第二转动座18可在操作杆14上滑动，所以第一转动座17和第二转动座18能够带动第二折杆11与第一折杆10相对底座1产生滑动，第一折杆10向左滑动；第二折杆11向右滑动，带动两个锁块8向两侧滑动，此处的锁块8上设有楔形结构，当锁块8滑动使其与固定块3脱离接触时，滑动板12受第二弹簧13的弹力带动固定块3向上滑动，进而使摩擦板2向上弹起，演示人员便可轻易的将摩擦板2取下并更换上表面粗糙程度不同的摩擦板2；

要将另一个摩擦板2固定在底座1上时，只需将固定块3对准第四空腔4并向下按压摩擦板2，当固定块3与锁块8接触并挤压时，因为锁块8上有楔形结构，所以固定块3挤压锁块8使两个锁块8向两端滑动，直至固定块3向下运动至锁块8与固定块3的工字形凹槽等高时，两个锁块8受第一弹簧9的弹力向中间靠拢并将固定块3锁紧；然后重复上述的实验操作即可测出在接触面粗糙程度改变时，摩擦力也随之改变。

实施例二

参考图4，牵引装置包含伺服电机26和滚筒27，伺服电机26使用螺栓安装在底座1的侧壁，滚筒27焊接在伺服电机26的输出轴上，牵引绳22绕设在滚筒27上；

实施例二与实施例一的区别在于，本实施例中使用伺服电机26的转动带动牵引绳22绕在滚筒27上，进而可以腾出演示人员拉动拉环25的手，并且演示人员能够更加专心的观察弹簧测力计示数的变化。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高中物理摩擦实验教学装置，包括底座(1)和摩擦块(19)，其特征在于，所述底座(1)上开设有方形的凹槽(28)，所述凹槽(28)内放置有摩擦板(2)，所述底座(1)上开设有第一空腔(4)、第二空腔(5)、第三空腔(6)、第四空腔(7)，所述摩擦板(2)的底部焊接有固定块(3)，所述固定块(3)为工字形结构，所述固定块(3)向下伸入第四空腔(7)中，所述第四空腔(7)为圆柱形台阶空腔，所述第四空腔(7)的内滑动连接有滑动板(12)，所述滑动板(12)下端焊接有第二弹簧(13)，所述第二弹簧(13)的下端焊接在第四空腔(7)的下壁。

2.根据权利要求1所述的一种高中物理摩擦实验教学装置，其特征在于，所述第一空腔(4)与第二空腔(5)均与第四空腔(7)连通，所述第一空腔(4)和第二空腔(5)内均滑动连接有一个锁块(8)，所述锁块(8)上焊接有第一弹簧(9)，所述第一弹簧(9)远离锁块(8)的一端焊接在底座(1)上，每个所述第一弹簧(9)均水平设置，位于所述第一空腔(4)内的锁块(8)焊接有第一折杆(10)，位于所述第二空腔(5)内的锁块(8)焊接有第二折杆(11)，所述第一折杆(10)与第二折杆(11)均与底座(1)保持滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种高中物理摩擦实验教学装置，其特征在于，所述第一折杆(10)的右端使用销轴转动连接有第二转动座(18)，所述第二折杆(11)的右端使用销轴转动连接有第一转动座(17)，所述第三空腔(6)内使用销轴转动连接有操作杆(14)，所述第三空腔(6)向上与外界连通，所述操作杆(14)上从上到下依次开设有第一滑槽(15)和第二滑槽(16)，所述第一转动座(17)在第一滑槽(15)内滑动，所述第二转动座(18)在的第二滑槽(16)内滑动。

4.根据权利要求3所述的一种高中物理摩擦实验教学装置，其特征在于，所述摩擦块(19)放置在摩擦板(2)上，所述摩擦块(19)上焊接有砝码盘(20)，所述摩擦块(19)左端焊接有牵引环(21)，所述牵引环(21)上系有牵引绳(22)，所述底座(1)的左端焊接有支架(23)，所述支架(23)上使用销轴转动连接有滑轮(24)，所述牵引绳(22)绕设在滑轮(24)上，所述牵引绳(22)远离牵引环(21)的一端设有牵引装置。

5.根据权利要求4所述的一种高中物理摩擦实验教学装置，其特征在于，所述牵引装置包含拉环(25)，所述牵引绳(22)系在拉环(25)上。

6.根据权利要求4所述的一种高中物理摩擦实验教学装置，其特征在于，所述牵引装置包含伺服电机(26)和滚筒(27)，所述伺服电机(26)使用螺栓安装在底座(1)的侧壁，所述滚筒(27)焊接在伺服电机(26)的输出轴上，所述牵引绳(22)绕设在滚筒(27)上。

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