一種摩擦力探究實驗儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于實驗教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種摩擦力探宄實驗儀。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦力是指當(dāng)一個物體在另一個物體的表面上相對運動(或有相對運動的趨勢)時,受到的阻礙相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力。但對于中小學(xué)學(xué)生剛接觸摩擦力這個概念時還會有許多疑惑,這是因為影響摩擦力因素較多,如:接觸表面的壓力、接觸表面粗糙度、運動方向和接觸面大小以及接觸面材料組成等有關(guān)。為了讓學(xué)生更容易深入理解影響摩擦力的因素,摩擦力探宄演示裝置應(yīng)運而生。
[0003]如圖1所示,從現(xiàn)有摩擦力實驗裝置來看,主要采用彈簧秤(2)拉動一個物塊(I)在一個平板(3)上做勻速運動,通過更換不同粗糙程度的平板(3),測出該物塊(2)在相同速度下所需要的拉力,從而得出影響摩擦力的因素。從現(xiàn)有的實驗裝置看來,主要存在以下幾個問題:①測量不夠精確,由于摩擦力較小而彈簧秤精度較低直接影響測量。②人為因素較多,如:測量過程中應(yīng)該保持物體的運動為勻速,而無論用人力或法碼、滑輪拉動很難做到勾速運動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有的摩擦力實驗裝置存在的問題,提供一種摩擦力探宄實驗儀,測量精度高,實驗效果直觀,易理解。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種摩擦力探宄實驗儀,包括單擺機(jī)構(gòu)、滑塊和滑軌,單擺機(jī)構(gòu)包括支架和擺球,擺球懸掛于支架上;滑軌水平固定安裝,滑軌上設(shè)置有凹槽,滑塊放置于凹槽內(nèi),并通過擺球在零度擺角位置撞擊所述滑塊而推動滑塊在凹槽內(nèi)運動;
[0007]滑塊上設(shè)置有可更換的配重塊,底部設(shè)置有可更換的接觸底層;凹槽底面設(shè)置有可更換的接觸表層。
[0008]優(yōu)選地,所述的單擺機(jī)構(gòu)還包括擺桿,擺球通過擺桿懸掛于支架上,擺球底部固定設(shè)置有調(diào)節(jié)擺桿和擺球構(gòu)成的質(zhì)量體質(zhì)心的配重球。
[0009]優(yōu)選地,所述的擺桿采用高碳鋼制成。
[0010]優(yōu)選地,在支架和滑軌上設(shè)置有若干水平儀。
[0011]優(yōu)選地,在凹槽側(cè)邊的滑軌上設(shè)置有刻度尺。
[0012]優(yōu)選地,所述的接觸表層采用若干可滾動的接觸滾輪構(gòu)成。
[0013]優(yōu)選地,所述的接觸底層和接觸表層均采用氣墊。
[0014]優(yōu)選地,所述單擺機(jī)構(gòu)還包括擺線,擺球通過擺線懸掛于支架上。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明的一種摩擦力探宄實驗儀,利用單擺撞擊滑塊,滑塊在滑軌上滑行,測量滑塊的滑行距離,并通過對比不同的粗糙度的接觸面、不同重量的滑塊以及不同的接觸形式的滑塊滑行距離,可分別得出摩擦系數(shù)、正壓力等因素對摩擦力的影響,并可精確測量出摩擦系數(shù),實驗結(jié)果準(zhǔn)確,實驗過程簡單明了,讓學(xué)生更容易理解,且影響深刻,趣味性更佳。
【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的摩擦力實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的探宄實驗儀使用狀態(tài)圖
[0019]圖3是本發(fā)明的單擺機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的單擺機(jī)構(gòu)另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明的滑軌結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明的滑軌另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中標(biāo)記:1-物塊,2-彈簧秤,3-平板,4-單擺機(jī)構(gòu),41-支架,42-擺桿,42 ^ -擺線,43-擺球,44-配重球,5-滑軌,51-凹槽,52、52'-接觸表層,53-刻度尺,54-調(diào)節(jié)旋鈕,6-滑塊,61-配重塊,62-接觸底層,7-支撐凸臺,81、82、83、84、85-水平儀。
【具體實施方式】
[0025]參照圖2-7,一種摩擦力探宄實驗儀,包括單擺機(jī)構(gòu)4、滑塊6和滑軌5,單擺機(jī)構(gòu)4包括支架41和擺球43,擺球43懸掛于支架41上?;?水平固定安裝在支撐凸臺7上,滑軌5上設(shè)置有凹槽51,滑塊6放置于凹槽51內(nèi),并通過擺球43在零度擺角位置撞擊所述滑塊6而推動滑塊6在凹槽51內(nèi)運動。支撐凸臺7可根據(jù)擺球43及滑塊6的位置選擇合適高度的支撐凸臺7,確保擺球43擺動到零度擺角位置時正好撞擊到滑塊6,即擺球43的碰撞點a與滑塊6的碰撞點a'貼合。
[0026]參照圖5,圖6,滑塊6上設(shè)置有可更換的配重塊61,底部設(shè)置有可更換的接觸底層62。凹槽51底面設(shè)置有可更換的接觸表層52、52^。接觸底層62和接觸表層52、52^可在實驗時根據(jù)不同的實驗?zāi)康摹嶒烅椖扛鼡Q不同材料,甚至不同結(jié)構(gòu),例如表面光滑、表面粗糙或者帶有磁性的材料、滾輪等等。
[0027]參照圖3,所述的單擺機(jī)構(gòu)4還包括擺桿42,擺球43通過擺桿42懸掛于支架41上,擺球43底部固定設(shè)置有調(diào)節(jié)擺桿42和擺球43構(gòu)成的質(zhì)量體質(zhì)心的配重球44。擺桿42采用高碳鋼材料制成,采用擺桿42作為擺球43的懸掛部件,使得擺球43能夠在零度擺角位置能正好撞擊滑塊6,誤差較小。但是采用擺桿42懸掛擺球43后,完成撞擊的質(zhì)量體的質(zhì)心發(fā)生了偏移,因此必須保證調(diào)節(jié)由擺桿42和擺球43構(gòu)成的質(zhì)量體的質(zhì)心位置,通過在擺球43下方設(shè)置配重球44,可將該質(zhì)心重新調(diào)節(jié)到擺球43的中心。實驗時,必須將擺球43拉起到90°擺角位置,才能保證滑塊6每次獲得的動能都相同,從而不會影響實驗的準(zhǔn)確性。
[0028]參照圖4,所述單擺機(jī)構(gòu)4中擺球43懸掛,還可以采用擺線42'來實現(xiàn),擺球43通過擺線42'懸掛于支架41上。由于擺線42'的質(zhì)量較輕,因此在實驗計算時,可只考慮擺球43的質(zhì)量,線的質(zhì)量可忽略不計,也不需要配重球44來調(diào)節(jié)質(zhì)心。
[0029]為了使得整個探宄實驗儀安裝平穩(wěn),在支架41和滑軌5上設(shè)置有若干水平儀81、82、83、84、85。通過水平儀81、82、83可保證支架41能夠水平固定安裝,通過水平儀84、85能夠確?;?水平固定安裝?;?上設(shè)置有若干調(diào)節(jié)旋鈕54,可通過水平儀84、85來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕54,保證滑軌5安裝平穩(wěn)。
[0030]為了更加精確的測量滑塊6滑動距離