探究滑动摩擦力的教学仪器的制作方法

本实用新型属于教学仪器技术领域，具体地，涉及一种探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关系的教学仪器。

背景技术：

当一个物体在另一个物体表面上滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这个力叫“滑动摩擦力”。滑动摩擦力是物理学中最重要概念之一。物理教学中，通常需要借助实验演示法，因为这种教学方法能够最直观、最有效地演示物理现象。

目前，探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关系的实验，是通过手持弹簧测力计拉动木块(或小车)的方式，观察弹簧测力计的读数来表示滑动摩擦力的大小。然而，受到手动控制存在不稳定因素的影响，在拉动木块的过程中，很难保持匀速。因此，造成弹簧测力计的读数不稳定，所得到的演示结果必然带有误差，这往往使学生对滑动摩擦力的认识产生疑惑。综上，现有手动控制演示方式的教学效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有手动控制演示方式所存在的教学效果不佳的问题，提供一种探究滑动摩擦力的教学仪器。该教学仪器使物体之间的相对滑动速度保持均匀，进而使演示结果十分精准。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种探究滑动摩擦力的教学仪器，包括用于产生滑动摩擦力的滑动装置、用于控制滑动速度的控制系统、用于探究滑动摩擦力与哪些因素有关的变量组件和测量滑动摩擦力的测量装置。所述滑动装置包括两个平行设置的转轴，以及套设在所述两个转轴上的传送带。采用传送带的方式，根据物体间运动的相对性原理，变传统的移动木块方式为移动地面的方式，使速度更易控制。所述控制系统包括电池和开关，以及与其中一个所述转轴连接的直流电机；所述开关为调速开关，所述电池、开关和直流电机组成闭合回路。通过直流电机驱动方式，相比于传统手动拉动的方式，使速度的控制更精准；此外，调速开关可以变换相对运动的速度，以探究滑动摩擦力与速度的关系。所述变量组件包括质量相同的第一木块、玻璃块和毛巾块，以及与所述第一木块质量不同的第二木块。通过控制变量法，在其他条件保持不变的情况下，变换单一变量，以探究滑动摩擦力是否与该变量相关。所述测量装置包括弹簧测力计，所述弹簧测力计通过细绳与放置在所述传送带上的所述变量组件之一连接。基于力的平衡原理，弹簧测力计可间接读出滑动摩擦力的大小。

作为优选方案，所述转轴端部设置有防止所述传送带脱离的凸起，使传送带工作更稳定，进而保障了整个仪器的可靠性。

作为优选方案，所述滑动装置还包括承托辊，所述承托辊设置在所述传送带的下方。成托辊可以避免变量组件之一放置在传送带上之后，传送带受力进而对滑动装置的工作稳定性带来影响。

作为优选方案，所述承托辊的上方设置有防止所述变量组件之一脱离的限位板。在发生滑动摩擦时，可能因为受力不均而使变量组件之一的运动发生偏移，限位板可以起到很好的限制作用。

作为优选方案，所述电池为蓄电池。蓄电池可多次重复充放电，经济耐用。

作为优选方案，所述测量装置还包括定滑轮，所述弹簧测力计竖直设置，所述细绳通过所述定滑轮与所述变量组件之一连接。定滑轮不省力，其两端受力大小相同，且能够改变用力方向。本方案通过定滑轮改变细绳方向，使弹簧测力计竖直设置，方便读数。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型对滑动摩擦的探究过程是，利用直流电机带动转轴匀速转动，转轴匀速转动带动传送带匀速移动，从而与放置在传送带上的变量组件之一之间产生滑动摩擦力。最后，当变量组件之一与传送带之间动态平衡时，通过弹簧测力计显示出示数，利用二力平衡原理可知，F滑(滑动摩擦力)＝F示(弹簧测力计的示数)，间接测出滑动摩擦力的大小。本实用新型解决了探究滑动摩擦力实验中，手动移动木块不能使其匀速运动而粗略估计F滑＝F示的实验目的，让直流电机匀速移动转动，排除了人为控制不准确探究的因素，得出准确可信的实验结论。此外，采用调速开关，可改变转动速度，以探测相对移动的速度对滑动摩擦力的是否具有影响。采用具有同质量不同粗糙程度与同粗糙程度不同质量的变量组件，可通过变换变量组件，以探究滑动摩擦力的相关因素。综上，本实用新型可以探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、正压力的大小、相对移动的速度这些因素之间的关系。本实用新型能够很好地应用于教学过程中，使教学过程更直观，教学效果更明显，从而让实验教学的过程不那么苍白无力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例公开一种探究滑动摩擦力的教学仪器，如图1所示，包括集成在一起的滑动装置1、控制系统2、变量组件3和测量装置4。所述滑动装置1包括两个平行设置的转轴11，以及套设在所述两个转轴11上的传送带12，转轴11采用木质材料。所述控制系统2包括电池21和开关22，以及与其中一个所述转轴11连接的直流电机23；所述开关22为调速开关，所述电池21、开关22和直流电机23组成闭合回路。所述变量组件3包括质量相同的第一木块31、玻璃块32和毛巾块33(木块下包毛巾)，以及与所述第一木块31质量不同的第二木块34。所述测量装置4包括弹簧测力计41，所述弹簧测力计41通过细绳42与放置在所述传送带12上的所述变量组件3之一连接。

具体地，如图1所示，所述转轴11端部设置有防止所述传送带12脱离的凸起。所述滑动装置1还包括承托辊13，所述承托辊13设置在所述传送带12的下方。所述承托辊13的上方设置有防止所述变量组件3之一脱离的限位板。所述电池21为蓄电池。所述测量装置4还包括定滑轮43，所述弹簧测力计41竖直设置，所述细绳42通过所述定滑轮43与所述变量组件3之一连接。

演示时，首先，选取所述变量组件3中的一个放置在所述传送带12上，并与所述细绳42连接。然后，打开开关22，使传送带12运动，进而在传送带12与所述变量组件3之一之间产生滑动摩擦力。最后，记录所述弹簧测力计41的读数。通过更换所述变量组件3，可以进一步探究滑动摩擦力与哪些因素有关。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。