一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器的制作方法

本实用新型涉及中学物理实验领域，具体涉及一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器。

背景技术：

在初中物理的教学中力这一章节中，分析了物体受到的重力，摩擦力等身边时时感受到的力。在对于摩擦力的教学中将摩擦力分为三个种类：静摩擦力、滑动摩擦力以及滚动摩擦力。在对静摩擦力与滑动摩擦力的教学中需要研究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验，并且通过实验需要感受最大静摩擦力。在传统的实验中，通过弹簧测力计拉动滑块做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数，根据二力平衡，此时弹簧测力计是示数大小与滑块受到的摩擦力的大小相等。在这个实验中如何控制滑块做匀速直线运动为本实验的难点，通常会导致很大的误差。

申请号201910141726.x，发明名称为：一种摩擦力学习演示装置，公开了通过电机配合摩擦块测定最大静摩擦力、滑动摩擦力与滚动摩擦力及其影响因素；但是装置主要还是针对高中物理的内容对摩擦系数的测量。该装置偏侧重于单一数据的采集记录，且需要特定的数据对比方法，需要进行多次试验的记录做对比，误差较大，不有利于学生理解，且趣味性不足。

技术实现要素：

1.所要解决的技术问题：

针对上述的技术问题，本实用新型提供一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器。本装置结构简单，学生容易理解得出结论。

2.技术方案：

一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，包括皮带传动装置、力传感器与摩擦板装置；所述皮带传动装置包括从动轮、主动轮、张紧轮、电机以及传送带；所述传送带由电机驱动带动在水平方向运动；其特征在于：还包括长方体主壳体；所述皮带传动装置安装在长方体主壳体内，且传送带运动的平面与长方体主壳体的上表面平行；所述长方体主壳体内腔右端集成控制电路面板；所述控制电路面板上表面设置电机调速旋钮、数码管显示器、工作指示灯、力校零按键；所述调速旋钮通过电机控制电路与电机相连；所述数码显示器显示力传感器测量的数据；所述长方体主壳体右端固定固定座，所述固定座的上端固定力传感器，所述力传感器的输出端位于长方体主壳体的外端且与挂钩相连；力传感器通过压力变形，改变自身电阻的大小，通过单片机的转化对应的数值显示在数码管上；所述长方体主壳体上表面位于传送带的上表面设置大于摩擦板下表面的开口；所述摩擦板装置包括h形支架；所述h形支架两端内表面安装硅胶片，所述h形支架横梁上表面能够夹持两个不同材料的摩擦板，下表面能够夹持放置一块摩擦板，且最下面的摩擦板能够与接触面全部接触；所述摩擦板装置的左端设置挂钩；实验时，摩擦板装置放置在裸露在长方体主壳体上表面的传送带上，挂钩通过棉线与力传感器的挂钩相连，此时传送带运动的方向与棉线给摩擦板拉力的方向相反；所述摩擦板为铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板；所述铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板安装到h形支架上时整体为长方体。

进一步地，所述长方体主壳体底面设置可以调节高度的支撑脚。

进一步地，所述控制电路面板上设置usb接口，所述usb接口能够与电脑相连。

2.有益效果：

（1）本实用新型中采用将静止的摩擦块放置在运动的传输带表面，通过两者之间的相对运动从而产生摩擦力，通过与棉线相连的力传感器测量拉力的大小从而确定此时物体受到的摩擦力。在这个过程中，只需要调节电机的转速不变，则能保证摩擦块相对与传输带为匀速直线运动。

（2）本实用新型中将测量拉力大小的力传感器通过固定座进行固定，放置力传感器移动产生的误差，能够保证测量拉力的准确性。

（3）本实用新型的控制面板还可以设置usb接口，方便将实验数据导到电脑进行后续的实验分析。

附图说明

图1为本装置的外视图；

图2为本装置的内部结构图；

图3为本装置的力传感器安装图；

图4为本装置中摩擦板装置中的h形框架；

图5为本装置中的摩擦板装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明。

如附图1至5所示，一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，包括皮带传动装置、力传感器3与摩擦板装置4；所述皮带传动装置包括从动轮11、主动轮12、张紧轮13、电机14以及传送带15如附图2；所述传送带由电机驱动带动在水平方向运动；还包括长方体主壳体2；所述皮带传动装置安装在长方体主壳体内，且传送带运动的平面与长方体主壳体的上表面平行；所述长方体主壳体内腔右端集成控制电路面板21；所述控制电路面板上表面设置电机调速旋钮22、数码管显示器23、工作指示灯24、力校零按25；所述调速旋钮通过电机控制电路与电机相连；所述数码管显示器显示力传感器测量的数据；所述长方体主壳体右端固定固定座31，所述固定座的上端固定力传感器3，所述力传感器的输出端位于长方体主壳体的外端且与挂钩相连；所述长方体主壳体上表面位于传送带的上表面设置大于摩擦板下表面的开口；所述摩擦板装置4包括h形支架；所述h形支架两端内表面安装硅胶片，所述h形支架横梁上表面能够夹持两个不同材料的摩擦板，下表面能够夹持放置一块摩擦板，且最下面的摩擦板能够与接触面全部接触；所述摩擦板装置的左端设置挂钩；实验时，摩擦板装置放置在裸露在长方体主壳体上表面的传送带上，挂钩通过棉线与力传感器的挂钩相连，此时传送带运动的方向与棉线给摩擦板拉力的方向相反；所述摩擦板为铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板、玻璃摩擦板；所述铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板安装到h形支架上时整体为长方体。

在本发明中，在h形支架的内表面设置硅胶能够紧密的夹持摩擦板。

进一步地，所述长方体主壳体底面设置可以调节高度的支撑脚5。

进一步地，所述控制面板上设置usb接口，所述usb接口能够与电脑相连。

具体实施例：

实验目的：探究滑动摩擦力的大小与压力、表面粗糙程度的关系。

实验步骤：

步骤一：如附图2所示将实验平台架构好，选择四块摩擦板中的三种，分别安装入h形框架中，旋转电机调速旋钮使传送带运动，读出此时的力传感器的示数；更换不同的摩擦板作为接触面，进行上述的过程分别读出力传感器的示数，并进行比较。判断如果压力不变，仅仅改变接触面的粗糙程度，滑动摩擦力的大小是否发生改变。

步骤二：接触面的摩擦板不变，将上面的摩擦板进行调整，使实验的压力进行改变，如步骤一测量出表面粗糙程度相同时不同压力产生的摩擦力是否相同。

步骤三：实验器连接电脑，实时传输力传感器的反馈数据，其中测得的最大数据就是最大静摩擦力。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以

本技术：
的权利要求保护范围所界定的为准。

技术特征：

1.一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，包括皮带传动装置、力传感器与摩擦板装置；所述皮带传动装置包括从动轮、主动轮、张紧轮、电机以及传送带；所述传送带由电机驱动带动在水平方向运动；其特征在于：还包括长方体主壳体；所述皮带传动装置安装在长方体主壳体内，且传送带运动的平面与长方体主壳体的上表面平行；所述长方体主壳体内腔右端集成控制电路面板；所述控制电路面板上表面设置电机调速旋钮、数码管显示器、工作指示灯、力校零按键；所述调速旋钮通过电机控制电路与电机相连；所述数码管显示器显示力传感器测量的数据；所述长方体主壳体右端固定固定座，所述固定座的上端固定力传感器，所述力传感器的输出端位于长方体主壳体的外端且与挂钩相连；力传感器通过压力变形，改变自身电阻的大小，通过单片机的转化对应的数值显示在数码管上；所述长方体主壳体上表面位于传送带的上表面设置大于摩擦板下表面的开口；所述摩擦板装置包括h形支架；所述h形支架两端内表面安装硅胶片，所述h形支架横梁上表面能够夹持两个不同材料的摩擦板，下表面能够夹持放置一块摩擦板，且最下面的摩擦板能够与接触面全部接触；所述摩擦板装置的左端设置挂钩；实验时，摩擦板装置放置在裸露在长方体主壳体上表面的传送带上，挂钩通过棉线与力传感器的挂钩相连，此时传送带运动的方向与棉线给摩擦板拉力的方向相反；所述摩擦板为铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板；所述铝摩擦板、铁摩擦板、塑料摩擦板安装到h形支架上时整体为长方体。

2.根据权利要求1所述的一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，其特征在于：所述长方体主壳体底面设置可以调节高度的支撑脚。

3.根据权利要求1所述的一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，其特征在于：所述控制电路面板上设置usb接口，所述usb接口能够与电脑相连。

技术总结
本实用新型具体涉及一种探究滑动摩擦力与最大静摩擦力的实验器，包括皮带传动装置、力传感器与摩擦板装置；还包括长方体主壳体，所述皮带传动装置放置在长方体主壳体内腔，长方体主壳体的上表面的开口放置摩擦板装置；所述摩擦板装置放置在传送带上进行相对运动；所述摩擦板装置包括H形支架；所述H形支架两端内表面安装硅胶片，所述H形支架横梁上表面能够夹持两个不同材料的摩擦板，下表面能够夹持放置一块摩擦板。本实用新型中采用将静止的摩擦块放置在运动的传输带表面，通过两者之间的相对运动从而产生摩擦力，通过与棉线相连的力传感器测量拉力的大小从而确定此时物体受到的摩擦力。

技术研发人员：王知非
受保护的技术使用者：江苏苏威尔科技有限公司
技术研发日：2019.04.30
技术公布日：2020.06.19