本发明属于高中物理辅助学习设备领域，尤其涉及一种高中物理摩擦力学习用实验装置。
背景技术：
在高中物理教学中，许多情况下要做演示实验，由于物理学是一门以实验为基础的自然科学，回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位，无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展都与物理实验息息相关。通过实验可以使物理教学理论联系实际，引起学生学习兴趣，引导学生发掘问题，激发其求知欲望，从而调动他们学好物理的主动性和积极性，引导他们热爱科学。通过加强实验，不仅可以使学生具备一定的感性认识，更重要的是使学生进一步理解物理概念和定律是怎样在实验基础上建立起来的，从而有效地帮助学生形成概念，导出规律，掌握理论，正确而深刻地领会物理知识。通过实验培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力，并且在此基础上进一步培养他们的独立工作能力和创新能力。
摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对往后的物理知识学习有着至关重要的作用，众所周知，摩擦力是一种常见的物理现象，两个互相接触的物体，当他们发生相对运动或有相对运动趋势是，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力。在物理教学过程中，关于摩擦力的教学内容，老师在课堂上一般都需要借助一些教具来展示摩擦力的力学现象，采用传统的实验装置，人为因素影响很大，从而使得教学过程不够灵活，而且传统的实验装置使用十分不方便，不利于学生学习和理解，对于一些数值还需要教师人为拿取测量工具进行测量，费时费力，影响了教学质量。在摩擦力的教学中，要求学生会计算动摩擦力的大小和判断其方向，同时，滑动摩擦力的大小计算公式为f＝μN，式中的μ叫动摩擦因数，也叫滑动摩擦系数，它只跟材料、接触面粗糙程度有关，注意跟接触面积无关；N为正压力，因此，如果通过试验，让学生更为深刻的理解影响摩擦力的因素，使学生牢记变成为了摩擦力教学中的重中之重，而目前，现有的教学设备，仅用拉力计拉动木块来进行实验，这种实验只能让学生对拉力也就是摩擦力有感觉，但对影响其的因素无法理解，还只能需要死记硬背才可以记住公式，对未来考试和摩擦力的应用帮助有限。
技术实现要素：
本发明针对上述的现有的摩擦力实验无法让学生在摩擦力的学习中更为深刻的理解摩擦力的因素所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、成本低廉且能够帮助学生准确理解摩擦力实验的高中物理摩擦力学习用实验装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种高中物理摩擦力学习用实验装置，包括呈长方形设置的底座以及设置在底座一侧的支撑杆，所述支撑杆以底座的短边中心线为对称线对称设置在底座的一侧，所述支撑杆的顶部设置有实验架，所述实验架包括设置在支撑杆顶部的侧板以及设置在侧板之间的试验板，所述支撑杆设置在侧板的一端，所述侧板的另一端沿底座的长边方向设置，所述试验板的顶部设置有U字型的围栏，所述围栏靠近支撑杆的一端设置，所述试验板沿围栏的中心线间隔设置有贯穿试验板的通孔，所述试验板的下方设置有用于改变试验板表面平滑度的平滑度调整机构，所述平滑度调整机构包括呈长方体设置的调整柱以及设置在调整柱侧壁上与通孔相配合的摩擦凸起，所述调整柱通过设置在试验板下方的伸缩杆设置设置在试验板的下方，所述调整柱转动设置在伸缩杆上，所述试验板远离支撑杆的一端还设置有用于调整摩擦因数的摩擦因数调整机构，所述摩擦因数机构包括固定轴以及设置在固定轴两端的两节连杆，所述二节连杆远离固定轴的一端固定在侧板上，所述二节连杆与固定轴和侧板均轴接，所述固定轴的两端还设置有连接板，所述连接板之间设置有卷帘升降器，所述卷帘升降器内设置有试验帘布，所述试验帘布远离卷帘升降器的一端设置有固定锁，所述围栏上设置有与固定所相配合的固定锁扣，所述连接板呈环形均匀的设置在固定轴上，相邻连接板之间夹角为90度，所述侧板之间设置有定滑轮，所述定滑轮设置在固定轴远离试验板的一侧，所述侧板的中部还设置有高度调整杆，所述底座上设置有与高度调整杆相配合的锯齿条，所述支撑杆与底座之间轴接。
作为优选，所述试验板的材质为铁板。
作为优选，所述试验帘布上设置有与通孔相配合的辅助通孔。
作为优选，所述调整柱的四个侧壁上的摩擦凸起形状各异。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
1、本发明通过提供一种高中物理摩擦力学习用实验装置，利用平滑度调整机构、摩擦因数调整机构以及高度调整杆的配合设置，有效的对影响摩擦力的两个因素进行切换，方便学生更深刻的理解影响摩擦力的因素，进而解决现有教学中摩擦力影响因素需要死记硬背的技术问题，同时，本发明结构简单、加工方便、适合大规模推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的高中物理摩擦力学习用实验装置的结构示意图；
图2为实施例1提供的高中物理摩擦力学习用实验装置另一角度的结构示意图；
图3为实施例1提供的平滑度调整机构的结构示意图；
图4为实施例1提供的摩擦因数调整机构的结构示意图；
图5为实施例1提供的高中物理摩擦力学习用实验装置的使用状态图；
以上各图中，1、底座；11、锯齿条；12、支撑杆；2、实验架；21、侧板；22、试验板；221、通孔；23、围栏；231、固定锁扣；24、高度调整杆；3、平滑度调整机构；31、调整柱；32、摩擦凸起；33、伸缩杆；4、摩擦因数调整机构；41、固定轴；42、二节连杆；43、连接板；44、卷帘升降器；45、试验帘布；451、辅助通孔；46、固定锁；5、定滑轮。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，如图1～图5所示，本实施例旨在解决现有高中物理教学中，关于摩擦力的两个影响因素无法直接在实验中体现的技术问题，为此，本实施例提供的高中物理摩擦力学习用实验装置，包括呈长方形设置的底座1以及设置在底座1一侧的支撑杆12，在本实施例中，底座1主要起放置作用，具体的说，支撑杆12以底座1的短边中心线为对称线对称设置在底座1的一侧，支撑杆12可以为柱状，也可以为板状，在本实施例中，考虑到支撑杆12还起到翻转的作用，为了方便轴接，优选板状。
在支撑杆12的顶部设置有实验架2，在本实施例中，实验架2和支撑杆12为一体设计，实验架2为完成试验的主要部分，本实施例所提供的实验架2包括设置在支撑杆12顶部的侧板21以及设置在侧板21之间的试验板22，这样设计，使整个实验架2的截面呈倒置的U字型设置，在这里需要说明的是，侧板21的长度要长于试验板22的长度，这样设置的目的，是为了设置其他机构，在本实施例中，试验板22和底座1一样，也为长方形的板状设置，这样，支撑杆12设置在侧板21的一端，侧板21的另一端沿底座1的长边方向设置。
为了避免实验所需用的滑块从试验板22上滑落，在本实施例中，在试验板22的顶部设置有U字型的围栏23，围栏23靠近支撑杆12的一端设置，即围栏23的短边设置在靠近支撑杆12的一侧。
为了模拟更多的场景，让同学更深刻的理解摩擦力和摩擦系数之间的关系，在本实施例中，在试验板22沿围栏23的中心线间隔设置有贯穿试验板22的通孔221，即通孔221沿试验板22的长边方向间隔设置通孔221，在本实施例中，通孔221设计呈V字型，这样设置的目的，考虑到汽车越来越来普集，通过模仿汽车上的花纹，来讲述汽车轮胎摩擦力，让学生更够更好的结合实际去理解摩擦力的因素，为了在试验板22上形成不同的花纹，在本实施例中，在试验板22的下方设置有用于改变试验板22表面平滑度的平滑度调整机构3，本实施例所提供的平滑度调整机构3包括呈长方体设置的调整柱31以及设置在调整柱31侧壁上与通孔221相配合的摩擦凸起32，在本实施例中，调整柱31呈长方体状设置，其截面呈正方形设置，这样设置的目的，是为了方便转动，摩擦凸起32的形状可以为多样，其主要形成与通孔221配合设置的V字型即可，在本实施例中，调整柱31上设置有由呈圆柱状的摩擦凸起32构成的V字型，也有直接设置成V字型的摩擦凸起32，也有呈其他形状构成的V字型。
为了方便更换不同的摩擦凸起32，在本实施例中，调整柱31通过设置在试验板22下方的伸缩杆33设置设置在试验板22的下方，伸缩杆33为两节伸缩杆33，其结构类似于现在雨伞的伞杆的结构，这样设置的目的，能够使调整柱31的摩擦凸起32在伸缩杆33收缩时，摩擦凸起32伸出通孔221外，在需要转换摩擦凸起32的时候，可以使伸缩杆33打开，这样，将调整柱31转动设置在伸缩杆33上，就可以实现摩擦凸起32的切换，在这里需要说明的是，摩擦凸起32伸出通孔221外的高度在0.5mm～1mm之间。这样，设置的目的，能够保证实验块能够正常的在试验板22上行走，在这里需要说明的是，直接设置成V字型的摩擦凸起32与试验板22的上表面持平，这样设置的目的，是为了证明不存在花纹的时候，实验出现的现象。
为了增多更多的摩擦系数的因素，在本实施例中，在试验板22远离支撑杆12的一端还设置有用于调整摩擦因数的摩擦因数调整机构4，具体的说，摩擦因数调整机构4主要改变试验板22的表面，简单的来说，即在试验板22的表面铺设不同摩擦力的路面，为此，本实施例提供的摩擦因数机构包括固定轴41以及设置在固定轴41两端的两节连杆，二节连杆42远离固定轴41的一端固定在侧板21上，二节连杆42与固定轴41和侧板21均轴接，二节连杆42的使用，主要是为了方便切换不同路面，使固定轴41能够转动，为了实现不同路面的切换，在本实施例中，在固定轴41的两端还设置有连接板43，在两个连接板43之间设置有卷帘升降器44，卷帘升降器44就是现有常见的窗帘所使用的卷帘，在卷尺上也使用此类的结构，在卷帘升降器44内设置有试验帘布45，在试验帘布45远离卷帘升降器44的一端设置有固定锁46，在围栏23上设置有与固定所相配合的固定锁46扣231，固定锁46扣231就是弹簧锁扣，此类结构在窗口的卷帘窗帘中经常使用，故在本实施例中，不加详细描述，这样，通过拉动试验帘布45，使其固定在围栏23上，这样就会在试验板22上形成由试验帘布45构成的路面，在本实施例中，在试验帘布45上设置了与通孔221相配合的辅助通孔451，用于摩擦凸起32的伸出，当然，也可以不设置辅助通孔451。
为了保证路面的稳定性，在本实施例中，试验板22的材质为铁板，这样，通过在试验板22两侧加设磁铁，使其与试验板22配合，将试验帘布45夹紧，进而确保了路面的平稳性。当不使用的时候，试验帘布45就会收集到卷帘升降器44内，而固定锁46则卡在卷帘升降器44外。
为了实现不同连接板43呈环形均匀的设置在固定轴41上，相邻连接板43之间夹角为90度，即在固定轴41上设置了4个卷帘升降器44，每个卷帘升降器44内的试验帘布45的表面的摩擦度不同，有平滑的，也有磨砂的，也有呈条纹的，当然也可以采取其他的，在这里需要说明的是，在试验帘布45中，有两个是平滑的，其中，一个设置了辅助通孔451，另一个没有设置辅助通孔451，这样，也是为了更好的认知摩擦因数。
考虑到试验帘布45要紧贴试验板22设置，为此，卷帘升降器44也要设置在紧贴试验板22的位置处，为此，在卷帘升降器44的设置了半球状的凹槽，在侧板21上设置了相应的圆柱弹簧凸起，这样的设置，能够使卷帘升降器44紧贴试验板22固定在侧板21上，方便使用，而二节连杆42的使用，则是为了方便转动固定轴41，切换卷帘升降器44，当将卷帘升降器44从侧板21上脱离后，呈夹角状态的二节连杆42变形成了直线状，这样，就可以轻松转动固定轴41，切换卷帘升降器44，将切换好的卷帘升降器44推入到侧板21内即可，然后，拉动试验帘布45，即可实现路面的切换。
为了使实验能够正常进行，在本实施例中，在侧板21之间设置有定滑轮5，定滑轮5设置在固定轴41远离试验板22的一侧，这样，将实验块放在试验板22上，实验块的另一端设置一个固定的拉块(拉块重量大于实验块)，两者之间经定滑轮5通过绳索连接，这样，在拉块的作用下，实验块在试验板22上行走，通过切换不同的摩擦凸起32和试验帘布45，观察行走的速度，证明摩擦力与摩擦因数有关，而摩擦因数则又取决于材料、接触面粗糙程度有关。
为了方便对正压力进行理解，在本实施例中，在侧板21的中部还设置有高度调整杆24，高度调整杆24整体呈U字型设置，这样，就可以连接在两个侧板21板，当然，也可以设置两个高度调整杆24，每个高度调整杆24呈L状设置，在底座1上设置有与高度调整杆24相配合的锯齿条11，此类结构在笔记本的散热器上经常应用，故在本实施例中，不加详细描述，当然，为了实现整个实验架2的角度调整，支撑杆12与底座1之间轴接，通过调整实验架2的倾斜度，来改变正压力的大小，进而观察移动速度，认知摩擦力与正压力有关。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。