一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，包括底座、摩擦平臺(tái)、拉力導(dǎo)軌、測(cè)試木塊和傳感裝置；所述摩擦平臺(tái)包括水平面板和固定支架；所述拉力導(dǎo)軌為弧形結(jié)構(gòu)，拉力導(dǎo)軌的一端固定在底座上，另一端設(shè)置在水平面板的一側(cè)；所述測(cè)試木塊設(shè)置在水平面板上，測(cè)試木塊一端通過牽引線固定有小球；所述傳感裝置包括兩個(gè)力傳感器，一個(gè)力傳感器設(shè)置在測(cè)試木塊上，另一力傳感器通過支架固定在底座上，且通過牽引線連接水平面板相對(duì)拉力導(dǎo)軌的另一側(cè)。本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象直觀、明顯，穩(wěn)定性好，可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)演示裝置，尤其涉及一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦力是高中物理教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。其中，靜摩擦力的大小隨拉力大小的變化而變化，而滑動(dòng)摩擦力的大小隨拉力大小的變化卻保持不變，更讓學(xué)生難以理解。要突破這一難點(diǎn)的最好方法就是通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主探究，獲得親身體驗(yàn)。目前，比較好的實(shí)驗(yàn)方法是:先讓力傳感器固定不動(dòng)，另一端的拉力側(cè)鉤通過細(xì)線與放在水平長(zhǎng)木板上的滑塊相連，然后拖動(dòng)水平木板。由于滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，力傳感器的拉力大小等于滑塊受到的摩擦力大小，通過計(jì)算機(jī)可顯示出摩擦力大小隨時(shí)間變化情況圖像。但該實(shí)驗(yàn)方法存在的缺點(diǎn)是:在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的是摩擦力大小隨時(shí)間變化規(guī)律圖像，即f_t圖像，而非摩擦力大小隨拉力大小的變化規(guī)律圖像，即f_F圖像，這直接影響學(xué)生對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)。摩擦力大小隨拉力的變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法一直是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便能夠顯示摩擦力大小隨拉力大小的變化的測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于，包括底座、摩擦平臺(tái)、拉力導(dǎo)軌、測(cè)試木塊和傳感裝置；
[0006]所述摩擦平臺(tái)包括水平面板和固定支架，所述固定支架安裝在底座上，所述水平面板掛接在固定支架上并保持板面水平；
[0007]所述拉力導(dǎo)軌為弧形結(jié)構(gòu)，拉力導(dǎo)軌的一端固定在底座上，另一端設(shè)置在水平面板的一側(cè)，且高度與水平面板平行；
[0008]所述測(cè)試木塊設(shè)置在水平面板上，測(cè)試木塊一端通過牽引線固定有小球，所述小球設(shè)置在弧形結(jié)構(gòu)上并可沿弧形結(jié)構(gòu)向底座方形滑動(dòng)；
[0009]所述傳感裝置包括兩個(gè)力傳感器，一個(gè)力傳感器設(shè)置在測(cè)試木塊上，另一力傳感器通過支架固定在底座上，且通過牽引線連接水平面板相對(duì)拉力導(dǎo)軌的另一側(cè)。
[0010]為了更為快速直觀的結(jié)果分析，本實(shí)用新型進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集器通過有限或無線方式連接所述傳感裝置的力傳感器，并將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。
[0011]其中，所述拉力導(dǎo)軌與水平面板靠近的一端上設(shè)有定滑輪，所述小球的牽引線設(shè)置在定滑輪上。
[0012]其中，測(cè)試木塊的質(zhì)量為200g-400g，所述小球的質(zhì)量為500g_1000g。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:將測(cè)試木塊放置摩擦平臺(tái)的右端，使得與之相連的小球處于拉力導(dǎo)軌的頂端，保證測(cè)試木塊受到水平拉力作用。然后釋放小球。小球沿拉力導(dǎo)軌下滑，牽引線受到拉力逐漸增大，測(cè)試木塊上力傳感器示數(shù)也在逐漸增大。測(cè)試木塊受到的摩擦力(包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力)與測(cè)試木塊受到的摩擦力大小相等，方向相反。在牽引線處于豎直情況下，水平面板受到水平向左的摩擦力可以通過另一個(gè)力傳感器測(cè)得。此時(shí)，即可在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀顯示出摩擦力大小隨拉力變化圖像。本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象直觀、明顯，穩(wěn)定性好，可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)演示裝置的機(jī)構(gòu)示意圖；
[0015]其中，
[0016]1:底座；
[0017]2:摩擦平臺(tái)；21:水平面板；22:固定支架；
[0018]3:拉力導(dǎo)軌；4:測(cè)試木塊；5:小球；6:傳感器；
[0019]7:數(shù)據(jù)處理裝置；71:數(shù)據(jù)采集器；72:計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0021]請(qǐng)一并參閱圖1，如圖所示，本實(shí)用新型測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，包括底座1、摩擦平臺(tái)2、拉力導(dǎo)軌3、測(cè)試木塊4和傳感裝置；所述摩擦平臺(tái)2包括水平面板21和固定支架22，所述固定支架22安裝在底座I上，所述水平面板21掛接在固定支架22上并保持板面水平，固定支架22該固定支架22可以為前后設(shè)置的倒L型桿(也可以是拱形桿之類的)，水平面板21可以通過四根細(xì)線豎直懸空固定于兩個(gè)倒L型桿上(或者通過其他掛接件掛接在固定支架22上);所述拉力導(dǎo)軌3為弧形結(jié)構(gòu)，弧形結(jié)構(gòu)的作用可以使小球5緩慢滾動(dòng)不是一下子就施力，拉力導(dǎo)軌3的一端固定在底座I上，另一端設(shè)置在水平面板21的一側(cè)，且高度與水平面板21平行，所述拉力導(dǎo)軌3與水平面板21靠近的一端上設(shè)有定滑輪；所述測(cè)試木塊4設(shè)置在水平面板21上，測(cè)試木塊4 一端通過牽引線固定有小球5，所述小球5的牽引線設(shè)置在定滑輪上，所述小球5設(shè)置在弧形結(jié)構(gòu)上并可沿拉力導(dǎo)軌3向底座I方形滑動(dòng)，測(cè)試木塊4的質(zhì)量為200g-400g，所述小球5的質(zhì)量為500g_1000g ;所述傳感裝置包括兩個(gè)力傳感器6，一個(gè)力傳感器設(shè)置在測(cè)試木塊4上，另一力傳感器通過支架固定在底座I上，且通過牽引線連接水平面板21相對(duì)弧形結(jié)構(gòu)的另一側(cè)，該力傳感器通過恰好繃緊的輕質(zhì)細(xì)線與水平面板21水平相連，且該細(xì)線固定于水平右側(cè)邊的中部；為了更為快速直觀的結(jié)果分析，本實(shí)用新型進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理裝置7，所述數(shù)據(jù)處理裝置7包括數(shù)據(jù)采集器71和計(jì)算機(jī)72，所述數(shù)據(jù)采集器71通過有限或無線方式連接所述傳感裝置的傳感器6，并將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)72。
[0022]通過上述結(jié)構(gòu)，本裝置演示過程:打開計(jì)算機(jī)上的DISLab7.0軟件，選擇“通用軟件”，傳感器調(diào)零。選擇“組合圖線窗口”，在圖線選擇窗口單擊“添加”，在彈出的“添加圖線”中，X軸選“F1”即測(cè)試木塊4上力傳感器對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，左y軸選“F2”即另一力傳感器對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。單擊“確定”完成。[0023]將測(cè)試木塊放置木板的右端，使得與之相連的小球處于拉力導(dǎo)軌的頂端，調(diào)節(jié)定滑輪高度，使得牽引線與水平面板平行，保證測(cè)試木塊受到水平拉力作用。點(diǎn)擊軟件“開始”按鈕，然后釋放小球。小球沿拉力導(dǎo)軌下滑，牽引線受到拉力逐漸增大，測(cè)試木塊上力傳感器的圖像示數(shù)也在逐漸增大。測(cè)試木塊受到的摩擦力(包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力)與水平面板受到的摩擦力大小相等，方向相反。在牽引線處于豎直情況下，水平面板受到水平向左的力可以通過另一個(gè)力傳感器測(cè)得。此時(shí)，即可在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀顯示出摩擦力大小隨拉力變化的圖像(即f_F圖像)。本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象直觀、明顯，穩(wěn)定性好，可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0024]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于，包括底座、摩擦平臺(tái)、拉力導(dǎo)軌、測(cè)試木塊和傳感裝置； 所述摩擦平臺(tái)包括水平面板和固定支架，所述固定支架安裝在底座上，所述水平面板掛接在固定支架上并保持板面水平； 所述拉力導(dǎo)軌為弧形結(jié)構(gòu)，拉力導(dǎo)軌的一端固定在底座上，另一端設(shè)置在水平面板的一側(cè)，且高度與水平面板平行； 所述測(cè)試木塊設(shè)置在水平面板上，測(cè)試木塊一端通過牽引線固定有小球，所述小球設(shè)置在弧形結(jié)構(gòu)上并可沿弧形結(jié)構(gòu)向底座方形滑動(dòng)； 所述傳感裝置包括兩個(gè)力傳感器，一個(gè)力傳感器設(shè)置在測(cè)試木塊上，另一力傳感器通過支架固定在底座上，且通過牽引線連接水平面板相對(duì)拉力導(dǎo)軌的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集器通過有限或無線方式連接所述傳感裝置的力傳感器，并將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于，所述拉力導(dǎo)軌與水平面板靠近的一端上設(shè)有定滑輪，所述小球的牽引線設(shè)置在定滑輪上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于，測(cè)試木塊的質(zhì)量為200g-400g，所述小球的質(zhì)量為500g-1000g。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK203706518SQ201420068020
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】陳懋榮, 陳新光 申請(qǐng)人:陳懋榮