專利名稱：摩擦力演示器的制作方法
技術領域：
一種摩擦力演示器，屬于教學用教具。
目前，在中學教學中摩擦力特別是摩擦力方向的演示還沒有比較完善的教具，在講授摩擦力的方向，比如，現行的初中、高中物理教材中都以如下方式講授摩擦力方向的即把一木塊放在水平面上，系一細線，通過滑輪吊一鉤碼來拉木塊，木塊沒有動，由二力平衡條件知接觸面對木塊一定有摩擦力且方向一定與已知拉力方向相反；在其他的復雜實例中也是一律用推理的方法。由于沒有直觀演示，使得摩擦的有無及摩擦力的方向的判斷成為教學的一個難點。中國專利88206850.4提供了一種顯示摩擦力的教具，它是在箱體下底裝小輪支放在一底板上，其上中部裝垂直舌片穿過箱體下底進入箱體。當底板受摩擦力時，教具能自動顯示摩擦力的存在并指明方向。它雖然也具有一定的實用性，但由于箱體遮擋了其內部結構，不直觀，而且它所研究的對象固定，只限于底板的摩擦，局限性大，研究的范圍受限，結構也較復雜。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術的不足而提供一種結構簡單，演示直觀并可與教材中推理方法相互配合、相互驗證的適合于各種演示實例的摩擦力演示器。
本實用新型以如下技術方案實現，它由安裝在架上的框、框上設置有雙層彈性薄膜，彈性薄膜上垂直置有泡泡釘、泡泡釘穿透雙層彈性薄膜，其外露部份套裝套管組成。
本實用新型所具有的有益效果1、結構簡單、所需的零部件少，易于組裝制造，價格低廉，可根據演示對象的不同制成各種規(guī)格的演示教具。2、該實用新型對現象模擬準確、直觀、摩擦力的有無及其方向由泡泡釘釘身的傾斜及傾斜的方向直接給出，演示范圍廣，可演示各種摩擦實例，是物理教學中較理想的教具。
以下結合附圖和實施例進一步描述本實用新型。


圖1為摩擦力演示器的立體結構示意圖；圖2為摩擦力演示器的雙層彈性薄膜安裝示意圖；圖3為摩擦力演示器的泡泡釘安裝示意圖；圖4為摩擦力演示器的演示原理圖；圖5為車輛主動輪和被動輪摩擦力演示圖；圖6為梯子受水平摩擦力的演示圖。
圖1～圖3給出了本實用新型一種最佳實施例結構示意圖，它由安裝在支架4上的矩形框1、矩形框1上釘有雙層彈性薄膜8、雙層彈性薄膜8間墊隔膠合板條9，可使其雙層彈性薄膜間相距一定間隔，此處的雙層彈性薄膜8可選用布料，在固定前將布料拉緊，在雙層彈性布料8上均勻垂直置有泡泡釘2、泡泡釘2穿透雙層布料8，其頭頸部露出雙層布料8一定距離，泡泡釘外露部份套裝有支承和可增強視覺作用的彩色套管2組成。布有泡泡釘的矩形框用合頁6安裝在支架4上，為使用方便，支架4上有用合頁聯接的活動立柱7，立柱7可支承矩形框1形成斜面，放下立柱7后矩形框1可成平面，為整體移動方便，支架4四腳均裝有腳輪5。
工作原理圖4給出了摩擦力演示器原理圖，以各泡釘頂點構成的平面做支承面，被研究對象放在泡釘上，現例舉說明首先把矩形框1調整成水平狀態(tài)，在泡泡釘2上放一滑塊，此滑塊可為木塊，用水平力F向右拉滑塊，可看到泡泡釘2下的套管3向左傾斜，由泡泡釘2下套管3傾斜知滑塊與泡泡釘2接觸面產生了摩擦力，由套管3傾斜方向知泡泡釘2受的摩擦力f2向右，由牛頓第三定律知滑塊受的摩擦力f1方向一定向左，即滑塊受摩擦力f1方向總是與套管3傾斜方向一致。使用本儀器時就是依此為依據判斷摩擦力的方向。
由于泡泡釘2是扎在雙層布料8上的，當拉滑塊的力F撤消時，在雙層彈性薄膜即布料8的作用下，泡泡釘2會自動回到原始狀態(tài)，此時，滑塊與泡泡釘2接觸面摩擦力當然也消失。可見觀察套管3、是否傾斜是判斷摩擦力有無的依據。由于泡泡釘2頂部圓滑且凸起，可使滑塊在上面滑動而不至卡住。這樣，本儀器既可演示靜摩擦也可演示滑動摩擦。
使用方法本儀器的演示與教材中的推理方法相互配合、可起相互驗證的作用1、演示平面上靜止物體受摩擦力方向方法同上述原理。
2、斜面上靜止物體受摩擦力方向的演示將矩形框1的一端用立柱7支起，做成斜面傾角小些，使滑塊放在泡泡釘2上能保持靜止，由套管3的傾斜方向可知，滑塊受摩擦力方向沿斜面向上。
3、疊放的物體A、B，A在上、B在下，B受力后A、B一起在水平面上向右勻速、加速或減速運動時，物體A受摩擦力方向演示其一是將矩形框1調節(jié)成水平狀態(tài)，矩形框1及支架4整體做為B，滑塊放于泡泡釘2上作為A，用外力拉支架4使A、B一起做無相對滑動的勻速、加速或減速運動，套管3傾斜方向可判斷滑塊A在各種情況下所受摩擦力的有無和方向，其二是把矩形框1微形化用大頭針代替泡泡釘2，然后把微形的矩形框1設置在氣墊軌道的滑塊上，將氣墊軌道的滑塊及框架整體做為B，將一小木塊放在框架的大頭針上做為A，在氣墊軌道上讓A、B一起勻速、加速、減速運動，通過觀察大頭針下部套管的傾斜情況，來判斷摩擦力的有無和方向，圖5給出了車輛主動輪和被動輪受摩擦力的方向可用玩具汽車作演示，演示時，調節(jié)矩形框1水平，把玩具車放在泡泡釘2上，為了便于觀察，讓車輛行駛慢些，被動輪的輪軸阻力大些，車輪寬些的效果更好，當車在泡泡釘2上前進時，可觀察到主動輪下邊的套管3向前傾斜，被動輪下邊的套管3向后傾斜，由此知主動輪受觸面的摩擦力方向與車前進方向相同，被動輪受摩擦力方向與車前進方向相反。
圖6給出了斜靠在墻上的梯子，它的下端受摩擦力方向用密度較大的木條代替梯子，調節(jié)矩形框1水平，如圖6示，木條的下端與泡釘接觸產生作用后，由套管3傾斜方向知梯子下端受摩擦力方向向里。
權利要求1.一種摩擦力演示器，包括框、支架，其特征在于由安裝在支架上的框、框上設置有雙層彈性薄膜、雙層彈性薄膜上垂直置有泡泡釘、泡泡釘穿透雙層彈性薄膜，其外露部份套裝套管組成。
專利摘要一種摩擦力演示器，屬于物理教學用教具。它由安裝在支架上的框、框上置有雙層彈性薄膜、雙層彈性薄膜上垂直置有泡泡釘、泡泡釘穿透雙層彈性薄膜其外露部分套裝套管組成。該實用新型結構簡單、易于制造、價格低廉、可形成系列制品。該實用新型對現象模擬準確、直觀，摩擦力的有無及其方向由泡泡釘釘身的傾斜及其方向給出，演示范圍廣，可演示各種摩擦實例，是物理教學中較理想的教具。
文檔編號G09B23/08GK2212808SQ9421897
公開日1995年11月15日 申請日期1994年8月22日 優(yōu)先權日1994年8月22日
發(fā)明者張起才 申請人:張起才