本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)演示儀器，尤其是一種摩擦力演示儀。

背景技術(shù)：

摩擦力是物理學(xué)上的一個常見概念，在我們的日常生活中也有廣泛的應(yīng)用。阻礙物體相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的方向相反。摩擦力分為靜摩擦力、滾動摩擦、滑動摩擦三種。雖然大多數(shù)人都知道這些概念，但對于具體這些摩擦力的產(chǎn)生條件、影響因素等并沒有直觀的認(rèn)知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種摩擦力演示儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：摩擦力演示儀，包括低速電機(jī)，滑塊，傳送帶，磁性板，彈簧，小磁針，第一定滑輪，第二定滑輪，第三定滑輪，第一刻度尺，第二刻度尺和軌道。磁性板和傳送帶均由低速電機(jī)帶動，兩者速度相同。滑塊放置在傳送帶上，其尾部通過第一定滑輪、第二定滑輪與小磁針連接。小磁針另一端通過第三定滑輪與彈簧連接。小磁針垂直磁性板設(shè)置，其針尖與磁性板表面接觸。第一刻度尺和第二刻度尺設(shè)置在磁性板的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述的彈簧的下端設(shè)有小指針。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)如下：

(1)以圖像的方式全景展示物體由相對靜止到勻速直線運(yùn)動過程中摩擦力的變化情況

本實(shí)用新型將各類摩擦力的影響因素、產(chǎn)生條件的定性、定量探究合為一體，并全景式的展示出物體由相對靜止到勻速直線運(yùn)動過程中摩擦力的變化過程及各類摩擦力的大小。

(2)性能可靠、針對性與適用性皆強(qiáng)

盡量減少了影響實(shí)驗(yàn)的無關(guān)因素，降低了定量測量誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確；符合課程標(biāo)準(zhǔn)要求，既可用于演示，也可用于分組實(shí)驗(yàn)。

(3)定性和定量相結(jié)合

將定性演示和定量測量將結(jié)合，更便于課堂的探究式教學(xué)，有利于學(xué)生思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

(4)儀器構(gòu)造簡單，操作方便，效果明顯

儀器結(jié)構(gòu)簡單，直觀展示物體的運(yùn)動情況。實(shí)現(xiàn)了操作與講授很好地融合，對物體由相對靜止到勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)變化過程中，摩擦力變化情況的展示，只需一個開關(guān)控制完成。整個實(shí)驗(yàn)過程直接面對學(xué)生，現(xiàn)象明顯，效果很好。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖中，1.低速電機(jī)，3.滑塊，4.傳送帶，5.磁性板，7.彈簧，8.小磁針，9.第三定滑輪，10.第二定滑輪，11.第一定滑輪，12.小指針，13.第一刻度尺，14.第二刻度尺，15.軌道。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖3所示：摩擦力演示儀，包括低速電機(jī)1，滑塊3，傳送帶4，磁性板5，彈簧7，小磁針8，第一定滑輪11，第二定滑輪10，第三定滑輪9，第一刻度尺13，第二刻度尺14和軌道15。磁性板5和傳送帶4連接共同在軌道15上滑動?；瑝K3放置在傳送帶4上，其尾部通過第一定滑輪11、第二定滑輪10與小磁針8連接。小磁針8另一端通過第三定滑輪9與彈簧7連接。小磁針8垂直磁性板5設(shè)置，其針尖與磁性板5表面接觸。第一刻度尺13和第二刻度尺14設(shè)置在磁性板5的兩側(cè)。所述的彈簧7的下端設(shè)有小指針12。

本儀器是根據(jù)二力平衡原理設(shè)計(jì)的，即物體在處于相對靜止或者勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時，儀器以彈簧測力計(jì)測量拉力的大小，反映拉力的變化，同時也表示摩擦力的變化。

儀器中，以電動機(jī)帶動傳送帶做勻速直線運(yùn)動，置于傳送帶之上的滑塊(不同側(cè)面有不同的粗糙程度)與彈簧測力計(jì)相連，彈簧測力計(jì)的示數(shù)就是滑塊所受拉力的大小。根據(jù)二力平衡原理，彈簧測力計(jì)的大小也表示滑塊與傳送帶之間的摩擦力的大小。

為了更好地展示物體從相對靜止?fàn)顟B(tài)到勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的變化過程中摩擦力的變化，也為了更好地配和課堂教學(xué)，電動機(jī)帶動傳送帶做勻速直線運(yùn)動時，背后的磁性板同步在水平方向移動，而安裝在彈簧測力計(jì)上的磁性筆隨彈簧測力計(jì)在豎直方向上運(yùn)動，以此在磁性板上繪制出整個過程中摩擦力的變化曲線。

操作步驟與使用方法

1.演示摩擦力方向

以滑塊安有毛刷的一面作為接觸面，接通電源，拉動滑塊，但使滑塊與傳送帶之間沒有相對運(yùn)動時，毛刷毛發(fā)生彎曲(偏轉(zhuǎn))，偏轉(zhuǎn)方向即為靜摩擦力方向。

2.定性給出物體由相對靜止到勻速直線運(yùn)動過程中摩擦力變化曲線

以滑塊一面作為接觸面，置于傳送帶的左端，保證拉傳送帶的細(xì)繩水平，連接物體的細(xì)繩水平，接通電源，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，拉著長滑塊做勻速直線運(yùn)動，由彈簧測力計(jì)下端指針直觀反映出整個過程中摩擦力的變化情況，并在磁性板上繪制出這個過程中摩擦力的變化曲線。

3.測量靜摩擦力、最大靜摩擦力、滑動摩擦力

同上操作，當(dāng)滑塊由相對靜止變成運(yùn)動狀態(tài)時對應(yīng)的靜摩擦力就是最大靜摩擦力，彈簧下端的指針對應(yīng)的示數(shù)即該時刻靜摩擦力的大小，在物體勻速滑動過程中，觀察彈簧下端的指針對應(yīng)的示數(shù)，為滑動摩擦力大小。

4.探究影響滑動摩擦力大小的因素及動摩擦因數(shù)的測量

根據(jù)控制變量法，分別改變接觸面、正壓力，觀察滑動摩擦力的大小。

(1)正壓力與滑動摩擦力的關(guān)系

用同一程度粗糙程度的接觸面作為接觸面，將滑塊置于傳送帶一端，保證拉傳送帶的細(xì)繩水平，連接滑塊的細(xì)繩水平，接通電源，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動，當(dāng)滑塊相對于傳送帶做勻速直線運(yùn)動時，由彈簧測力計(jì)給出滑動摩擦力的大小。再在滑塊上增加砝碼，改變其重量，測量滑動摩擦力。重復(fù)上述步驟，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

(2)接觸面粗糙程度和滑動摩擦力的關(guān)系

用滑塊的不同粗糙程度的面作為與傳送帶的接觸面，分別測出在不同粗糙程度的情況下滑動摩擦力的大小，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

(3)動摩擦因數(shù)的測量

利用(1)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由μ＝F/F_N計(jì)算得到動摩擦因數(shù)。

5.探究物體由相對靜止?fàn)顟B(tài)變成勻速直線運(yùn)動狀態(tài)這一過程中，摩擦力的變化

用滑塊其中一面作為接觸面，保證拉傳送帶的細(xì)繩水平，連接滑塊的細(xì)繩水平，接通電源，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動，觀察磁性板上曲線顯示的摩擦力變化情況或者觀察彈簧下端指針對應(yīng)示數(shù)(摩擦力)的變化。

6.探究正壓力和接觸面粗糙程度對最大靜摩擦力是否有影響

同探究正壓力與接觸面粗糙程度對滑動摩擦力的影響一樣，利用控制變量法，在滑塊有相對運(yùn)動趨勢的情況下，觀察磁性板上圖像顯示的摩擦力變化情況，探究對最大靜摩擦力有無影響。

本儀器可配合摩擦力一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，完成本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的探究式教學(xué)。且本裝置是非常適合教師和學(xué)生動手操作的，一臺儀器可以鍛煉學(xué)生多方面能力。而且儀器構(gòu)造簡單，價(jià)格低廉，是自制儀器這一教學(xué)內(nèi)容的上選。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。