一種測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】本發(fā)明公開了一種測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、拉力導(dǎo)軌、測試木塊和傳感裝置；所述摩擦平臺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)；所述測試木塊設(shè)置在水平面板上，測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拉力導(dǎo)軌的另一側(cè)。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡單，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]本發(fā)明涉及教學(xué)演示裝置，尤其涉及一種測量摩擦力與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)演示
裝直。
【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，另一端的拉力側(cè)鉤通過細(xì)線與放在水平長木板上的滑塊相連，然后拖動水平木板。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)生對摩擦力的認(rèn)識。摩擦力大小隨拉力的變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)測量方法一直是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便能夠顯示摩擦力大小隨拉力大小的變化的測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)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種測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、拉力導(dǎo)軌、測試木塊和傳感裝置；
[0006]所述摩擦平臺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]所述測試木塊設(shè)置在水平面板上，測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；
[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，本發(fā)明進(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，測試木塊的質(zhì)量為200g-400g，所述小球的質(zhì)量為500g_1000g。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:將測試木塊放置摩擦平臺的右端，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，測試木塊上力傳感器示數(shù)也在逐漸增大。測試木塊受到的摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)與測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。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡單，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為本發(fā)明實(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；21:水平面板；22:固定支架；
[0018]3:拉力導(dǎo)軌；4:測試木塊；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)說明本發(fā)明的技術(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]請一并參閱圖1，如圖所示，本發(fā)明測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2、拉力導(dǎo)軌3、測試木塊4和傳感裝置；所述摩擦平臺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；所述測試木塊4設(shè)置在水平面板21上，測試木塊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，測試木塊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，本發(fā)明進(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”即測試木塊4上力傳感器對應(yīng)數(shù)據(jù)，左y軸選“F2”即另一力傳感器對應(yīng)數(shù)據(jù)。單擊“確定”完成。[0023]將測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，測試木塊上力傳感器的圖像示數(shù)也在逐漸增大。測試木塊受到的摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)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)。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，且具有結(jié)構(gòu)簡單，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]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(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】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測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、拉力導(dǎo)軌、測試木塊和傳感裝置； 所述摩擦平臺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； 所述測試木塊設(shè)置在水平面板上，測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； 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拉力導(dǎo)軌的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測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】G09B23/10GK103745631SQ201410052912
【公開日】2014年4月23日 申請日期: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 申請人:陳懋榮