本實用新型屬于教學(xué)器具領(lǐng)域，尤其涉及一種物理教學(xué)工具，具體地說是一種摩擦力實驗教具。

背景技術(shù)：

初中物理課探究滑動摩擦力的影響因素時，會講到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)，現(xiàn)有的實驗方案通常都是用一個彈簧測力計通過繩線拉動滑塊作勻速直線運動，彈簧測力計的讀數(shù)即為摩擦力的大小，通過控制變量法分別改變滑塊的質(zhì)量和運動表面的粗糙程度，從而得到二者與滑動摩擦力的關(guān)系。由于人為拉動彈簧測力計用力不均勻，故很難保持物體的運動為勻速直線運動。此外，摩擦力較小時，彈簧測力計的精度較低會直接影響測量的精確度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上不足，本實用新型旨在提供一種摩擦力實驗教具，通過施加具有較高精度且保持不變的力拉動滑塊，監(jiān)測運動過程中滑塊速度的變化情況，隨時調(diào)節(jié)力的大小，易于實現(xiàn)滑塊的勻速直線運動，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。實驗過程簡單明了，讓學(xué)生更容易理解，且印象深刻，趣味性更佳。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種摩擦力實驗教具，包括水平放置的實驗演示板，還包括連接板、牽引繩和滑塊，所述實驗演示板上表面設(shè)置有向左右方向延伸的數(shù)個帶有粗糙度不同的粗糙表面支撐板，或者直接在所述實驗演示板上放置有帶有粗糙程度不同的粗糙表面的物體；粗糙表面上放置有與左右延伸的牽引繩的一端相連的上下左右延伸的上開口滑塊，所述牽引繩的另一端與放置在粗糙表面上的牽引小車相連；所述實驗演示板垂直滑塊運動方向且靠近滑塊的一側(cè)與連接板滑動連接，所述連接板上方設(shè)置有用于測量滑塊滑動速度的測速裝置，所述測速裝置、所述牽引小車分別與位于所述連接板上方的控制器電性連接。

作為本實用新型的改進，所述控制器上設(shè)有用于調(diào)整牽引小車對牽引繩的拉力的按鍵，和用于顯示測速裝置所監(jiān)測到的在滑塊運動過程中滑塊速度的變化情況的顯示屏。

作為進一步改進，所述實驗演示板上表面開有數(shù)個用于放置支撐板的凹槽，所述凹槽與所述支撐板相適配。

由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的有益效果是：

本實用新型通過施加具有較高精度且保持不變的力拉動滑塊，監(jiān)測運動過程中滑塊速度的變化情況，隨時調(diào)節(jié)力的大小，易于實現(xiàn)滑塊的勻速直線運動，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。實驗過程簡單明了，讓學(xué)生更容易理解，且印象深刻，趣味性更佳。

本實用新型適用于學(xué)校等教學(xué)場所，用于初中物理教學(xué)授課及實踐。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作更進一步詳細(xì)說明。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、實驗演示板；2、支撐板；3、連接板；4、滑塊；5、牽引繩；6、牽引小車；7、測速裝置；8、控制器。

具體實施方式

實施例1

一種摩擦力實驗教具，如圖1所示，包括實驗演示板1、支撐板2、連接板3、滑塊4、牽引繩5、牽引小車6、測速裝置7和控制器8。

實驗演示板1放置在水平桌面上，實驗演示板1的上表面開有數(shù)個與支撐板2相適配的凹槽，使長方體支撐板2能放入凹槽內(nèi)而限制其不具有相對于于凹槽的水平方向及向下的運動趨勢。數(shù)個支撐板２帶有粗糙度不同的粗糙表面，或者可直接在實驗演示板1上放置有帶有不同粗糙程度表面的物體（或物質(zhì)）。本實施例設(shè)置四種不同粗糙程度的粗糙表面，兩塊支撐板2的材質(zhì)選用木板、玻璃板，另外兩個粗糙表面為直接在實驗演示板1上蓋上毛巾、均勻撒上一層砂子，加強對比實驗的實驗效果。

粗糙表面的上方設(shè)置有通過牽引繩5連接的滑塊4與牽引小車6，滑塊4具有上開口的凹槽，可以將一些小質(zhì)量的物體如砝碼、螺釘?shù)确湃氚疾蹆?nèi)，以改變滑塊4的質(zhì)量。

本實施例連接板3設(shè)置于滑塊4的右方，連接板3上設(shè)置有與實驗演示板1上的滑輪相適配的滑槽，實驗演示板1可相對連接板3滑動，使連接板3上的測速裝置7能監(jiān)測不同粗糙面上滑塊4的滑動速度。

牽引小車6、測速裝置7分別與連接板3上的控制器8通過導(dǎo)線相連，控制器8上設(shè)有按鍵和顯示屏，使操作者能夠通過按鍵調(diào)整牽引小車6對牽引繩5的拉力，顯示屏上可以顯示經(jīng)測速裝置7監(jiān)測在滑塊4運動過程中滑塊４速度的變化情況。

使用本實施例時，探究摩擦力的大小與接觸面粗糙程度關(guān)系時，先開啟控制器8，將經(jīng)過牽引繩5連接的的牽引小車6和滑塊4放置在其中一個粗糙表面上，相對連接板3滑動實驗演示板1，使測速裝置7、滑塊4、牽引繩5、牽引小車6的中心線位于同一平面，通過控制器8上的按鍵給定牽引小車6拉動牽引繩5某一數(shù)值的拉力，觀察控制器8屏幕上顯示的在此粗糙面上的滑塊4滑動過程中的速度的變化情況。若滑塊4速度為零，則增加拉力數(shù)值；若滑塊4滑動速度逐漸增加，則減小拉力數(shù)值。重復(fù)拉力數(shù)值調(diào)節(jié)過程直至滑塊4速度保持不變，此時滑塊4為勻速直線運動，所設(shè)置的拉力即為滑塊4的摩擦力，記錄下在此粗糙表面上一定質(zhì)量滑塊4的摩擦力。再將牽引小車6、牽引繩5、相同質(zhì)量的滑塊4放置在另外三個粗糙表面上，重復(fù)上述實驗過程，觀察四組實驗數(shù)據(jù)，得到接觸面的粗糙程度與摩擦力大小的關(guān)系。

探究摩擦力的大小與接觸面壓力大小的關(guān)系時，在同一粗糙程度的粗糙表面上，通過在滑塊4頂部凹槽內(nèi)增加或減小具有一定質(zhì)量的物體以改變滑塊4的質(zhì)量，記錄下不同質(zhì)量滑塊4所受到的摩擦力大小，觀察實驗數(shù)據(jù)，得到接觸面的壓力大小與摩擦力大小的關(guān)系。