一種摩擦力探究實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摩擦力探宄實(shí)驗(yàn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦力是指當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))時(shí)，受到的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力。但對(duì)于中小學(xué)學(xué)生剛接觸摩擦力這個(gè)概念時(shí)還會(huì)有許多疑惑，這是因?yàn)橛绊懩Σ亮σ蛩剌^多，如:接觸表面的壓力、接觸表面粗糙度、運(yùn)動(dòng)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(yùn)而生。
[0003]如圖1所示，從現(xiàn)有摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)看，主要采用彈簧秤(2)拉動(dòng)一個(gè)物塊(I)在一個(gè)平板(3)上做勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)更換不同粗糙程度的平板(3)，測(cè)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(shí)驗(yàn)裝置看來(lái)，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:①測(cè)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(cè)量。②人為因素較多，如:測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該保持物體的運(yùn)動(dòng)為勻速，而無(wú)論用人力或法碼、滑輪拉動(dòng)很難做到勾速運(yùn)動(dòng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述現(xiàn)有的摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置存在的問(wèn)題，提供一種摩擦力探宄實(shí)驗(yàn)儀，測(cè)量精度高，實(shí)驗(yàn)效果直觀，易理解。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種摩擦力探宄實(shí)驗(yàn)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(guò)擺球在零度擺角位置撞擊所述滑塊而推動(dòng)滑塊在凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
[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(guò)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(dòng)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(guò)擺線懸掛于支架上。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型的一種摩擦力探宄實(shí)驗(yàn)儀，利用單擺撞擊滑塊，滑塊在滑軌上滑行，測(cè)量滑塊的滑行距離，并通過(guò)對(duì)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(duì)摩擦力的影響，并可精確測(cè)量出摩擦系數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)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(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的探宄實(shí)驗(yàn)儀使用狀態(tài)圖
[0019]圖3是本實(shí)用新型的單擺機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型的單擺機(jī)構(gòu)另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型的滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本實(shí)用新型的滑軌結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是本實(shí)用新型的滑軌另一種實(shí)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(tái)，81、82、83、84、85-水平儀。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參照?qǐng)D2-7，一種摩擦力探宄實(shí)驗(yàn)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(tái)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(guò)擺球43在零度擺角位置撞擊所述滑塊6而推動(dòng)滑塊6在凹槽51內(nèi)運(yùn)動(dòng)。支撐凸臺(tái)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(tái)7，確保擺球43擺動(dòng)到零度擺角位置時(shí)正好撞擊到滑塊6，即擺球43的碰撞點(diǎn)a與滑塊6的碰撞點(diǎn)a'貼合。
[0026]參照?qǐng)D5，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(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)項(xiàng)目更換不同材料，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?qǐng)D3，所述的單擺機(jī)構(gòu)4還包括擺桿42，擺球43通過(guò)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(guò)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dòng)能都相同，從而不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0028]參照?qǐng)D4，所述單擺機(jī)構(gòu)4中擺球43懸掛，還可以采用擺線42'來(lái)實(shí)現(xiàn)，擺球43通過(guò)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(shí)驗(yàn)計(jì)算時(shí)，可只考慮擺球43的質(zhì)量，線的質(zhì)量可忽略不計(jì)，也不需要配重球44來(lái)調(diào)節(jié)質(zhì)心。
[0029]為了使得整個(gè)探宄實(shí)驗(yàn)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(guò)水平儀81、82、83可保證支架41能夠水平固定安裝，通過(guò)水平儀84、85能夠確保滑軌5水平固定安裝。滑軌5上設(shè)置有若干調(diào)節(jié)旋鈕54，可通過(guò)水平儀84、85來(lái)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