一种最大静摩擦力的探究装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种最大静摩擦力的探究装置，属于高中物理教具【技术领域】，其中弹簧测力计、载物台和数据采集板均设在平板上，弹簧测力计的一端通过细绳与滑块连接，滑块通过细绳与马达传动连接，滑块设置在载物台上，弹簧测力计与数据采集板连接，数据采集板设置在滑块与弹簧测力计之间，滑动针在数据采集板上采集力随时间的变化的位置信号，该位置信号通过AD转换器处理后转换为数据信号，该数据信号通过单片机的I／O口将信息录入，将位置信息转换为以时间为横轴，以位移为纵轴的曲线变化图像并将图像送至显示屏上显示。可通过图像直接反应出静摩擦力随外力的变化、最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小，并可定量研究最大静摩擦力、滑动摩擦力的大小，方便教学。
【专利说明】一种最大静摩擦力的探究装置
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及一种最大静摩擦力的探究装置，属于高中物理教具【技术领域】。
【背景技术】:
[0002]高中物理教学关于力学部分中，摩擦力是一个教学重点，也是一个教学难点，在学习滑动摩擦力和最大静摩擦力的大小关系时，学生对该部分知识的理解是建立在教师的讲授基础上的，在比较最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小时，教师用传统的实验教具很难向学生展现出它们的大小关系。
实用新型内容:
[0003]针对上述问题，本实用新型提供一种最大静摩擦力的探究装置。
[0004]本实用新型包含马达、滑块、载物台、数据采集板、滑动针、弹簧测力计、显示屏、平板、单片机和AD转换器，弹簧测力计、载物台和数据采集板均设在平板上，弹簧测力计的一端通过细绳与滑块连接，滑块通过细绳与马达传动连接，滑块设置在载物台上，弹簧测力计与数据采集板连接，数据采集板设置在滑块与弹簧测力计之间，滑动针在数据采集板上采集力随时间的变化的位置信号，该位置信号通过AD转换器处理后转换为数据信号，该数据信号通过单片机的I / O 口将信息录入，将位置信息转换为以时间为横轴，以位移为纵轴的曲线变化图像并将图像送至显示屏上显示。
[0005]作为优选，所述装置还包括水平仪，水平仪装在平板的一端。
[0006]本实用新型的有益效果为:通过图像直接反应出静摩擦力随外力的变化、最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小，并可定量研究最大静摩擦力、滑动摩擦力的大小。将抽象的概念变为具体内容，利于学生理解。借助实验装置的演示不仅突破了教学难点，而且教师还可以指导学生进行自主探究,在实验和活动中主动获取感性体验并抽象出摩擦力知识。本文提供的实验方法建立在图形计算器和采集板系统上，这种设计将摩擦力问题通过实验和图形的方式直观反映出来，帮助学生掌握该知识点。
【专利附图】
【附图说明】:
[0007]为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0008]图1为本实用新型的结构示意图；
[0009]图2为本实用新型控制部分的原理框图。
【具体实施方式】:
[0010]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。[0011]如图1-2所示，本【具体实施方式】采用以下技术方案:它包含马达1、滑块2、载物台
3、数据采集板4、滑动针5、弹簧测力计6、显示屏7、平板8、单片机9和AD转换器10，弹簧测力计6、载物台3和数据采集板4均设在平板8上，弹簧测力计6的一端通过细绳与滑块2连接，滑块2通过细绳与马达I传动连接，滑块2设置在载物台3上，弹簧测力计6与数据采集板4连接，数据采集板4设置在滑块2与弹簧测力计6之间，滑动针5在数据采集板4上采集力随时间的变化的位置信号，该位置信号通过AD转换器10处理后转换为数据信号，该数据信号通过单片机9的I / O 口将信息录入，将位置信息转换为以时间为横轴，以位移为纵轴的曲线变化图像并将图像送至显示屏7上显示。
[0012]其中载物台3的上表面为带有一定摩擦系数的表面，平板8上设有轨道12，滑块2与数据采集板4通过轨道12在平板8上运动。
[0013]进一步的，所述装置还包括水平仪11，水平仪11装在平板8的一端，此结构能够随时观测平板的水平情况，以便及时调整。
[0014]本【具体实施方式】的工作原理为:在压力一定的情况下，启动马达开关，马达运动拉动载物台，在静摩擦力的作用下滑块随载物台一起运动，弹簧测力计上的拉力增加，直到滑块在载物台上匀速运动，根据受力平衡的知识，在水平方向上，拉力与静摩擦力是一对平衡力(F = f静).当拉力逐渐增大时,静摩擦力也会随着一起增大，当拉力恰好大于最大静摩擦力时，物体会突然运动起来.在物体运动的瞬间，拉力突然减小，此时数据采集板记录了该突变过程.根据采样得到的图形中的突变位置，可以在显示屏上找到物体在压力一定的时候受到的最大静摩擦力的值及变化的图形。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种最大静摩擦力的探究装置，其特征在于:它包含马达(I)、滑块(2)、载物台(3)、数据采集板(4)、滑动针(5)、弹簧测力计(6)、显示屏(7)、平板(8)、单片机(9)和AD转换器(10)，弹簧测力计(6)、载物台(3)和数据采集板(4)均设在平板(8)上，弹簧测力计(6)的一端通过细绳与滑块(2)连接，滑块(2)通过细绳与马达(I)传动连接，滑块(2)设置在载物台(3)上，弹簧测力计(6)与数据采集板(4)连接，数据采集板(4)设置在滑块(2)与弹簧测力计(6)之间，滑动针(5)在数据采集板(4)上采集力随时间的变化的位置信号，该位置信号通过AD转换器(10)处理后转换为数据信号，该数据信号通过单片机(9)的I /O将信息录入，将位置信息转换为以时间为横轴，以位移为纵轴的曲线变化图像并将图像送至显示屏(7)上显示。
2.根据权利要求1所述的一种最大静摩擦力的探究装置，其特征在于:所述装置还包括水平仪(11)，水平仪 (11)装在平板(8)的一端。
【文档编号】G09B23/10GK203799535SQ201420094599
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】任佳华, 李传海, 肖佳勇, 胡诚 申请人:湖北民族学院