[发明专利]研究滑动摩擦力实验器材

说明书

本发明提供一种研究滑动摩擦力实验器材，包括底座、支架、拉力传感器、连接绳，连接绳的另一端与实验块组件的一端相连接，底座上设置有驱动机构，实验块组件包括第一实验物块以及第二实验物块，连接绳的另一端设置有圆柱形的连接部，第一实验物块的一端部设置有与连接部相配合的圆柱形的连接套筒，连接部与连接套筒之间设置有锁定机构，第一实验物块与第二实验物块的下底面具有第一摩擦层，第一实验物块与第二实验物块的上表面具有第二摩擦层，第一摩擦层的粗糙度大于第二摩擦层的粗糙度，操作方便，实验高效便捷，实验数据分析更加科学，便于学生理解。

技术领域

本发明涉及教学器材技术领域，尤其涉及一种研究滑动摩擦力实验器材。

背景技术

摩擦力是高中物理教学的重点和难点之一.关于滑动摩擦力与压力大小的关系，诸多教材都安排了一个实验探究，实验原理相同，但实验方案设计却略有不同，高中物理（必修1）人教版教材这一演示实验采用的是利用弹簧测力计直接拉动木块来研究摩擦力的变化情况，虽然方法简单，易于操作，但是，如图1所示，实验中用手拉动弹簧测量计，很难保证木块做匀速直线运动，而且弹簧秤运动过程中不易准确读数，学生对实验结果难以信服，教学效果甚差。而高中物理（必修1）鲁科版的教材虽然对该实验进行一些改进，让固定弹簧秤和木块保持不动，而换成拖动与之接触的长木板。但是，该改进方案仍然存在着两个方面的问题：①在拖动长木板过程中，水平拉伸的弹簧秤由于自身重力作用而下垂，使得弹簧秤上的拉杆或指针极易碰到弹簧秤的外壳，摩擦阻力容易导致弹力的测量误差；②在接触面不太平整的情况下，拉动木板时，弹簧秤的弹簧会出现伸缩性变化，造成示数也会随之变化，读数也不太准确。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种研究滑动摩擦力实验器材，操作方便，实验高效便捷，实验数据分析更加科学，便于学生理解。

本发明所采用的技术方案是这样的：一种研究滑动摩擦力实验器材，包括底座、垂直固定设置于底座一端的支架、镶嵌于所述支架上的拉力传感器、一端与所述拉力传感器相连接的连接绳，所述连接绳的另一端与实验块组件的一端相连接，所述底座上设置有带动所述实验块组件沿着所述连接绳的方向水平运动的驱动机构，所述实验块组件包括第一实验物块以及第二实验物块，所述第一实验物块与所述第二实验物块并排且相拆卸设置，所述连接绳的另一端设置有圆柱形的连接部，所述第一实验物块的一端部设置有与所述连接部相配合的圆柱形的连接套筒，所述连接部与所述连接套筒之间设置有将两者锁紧的锁定机构，所述第一实验物块与所述第二实验物块的下底面具有第一摩擦层，所述第一实验物块与所述第二实验物块的上表面具有第二摩擦层，所述第一摩擦层的粗糙度大于所述第二摩擦层的粗糙度；

所述驱动机构包括转动设置于所述底座上的第一辊筒以及第二辊筒、设置于所述第一辊筒与所述第二辊筒上的传送带、连接于所述第一辊筒与所述第二辊筒两者转轴之间的传动组件、驱动所述第一辊筒或者所述第二辊筒转动的变频电机；

所述支架上设置有控制器以及显示屏，所述控制器分别与所述拉力传感器、所述变频电机以及所述显示屏相电气连接。

进一步改进的是：所述第一实验物块以及所述第二实验物块的两侧分别开设有连接口，所述第一实验物块以及所述第二实验物块两者分别通过两个U形连接片相连接，所述U形连接片的两端与所述连接口相配合。

进一步改进的是：所述连接部以及所述连接套筒上均具有径向设置的穿孔，所述连接部上通过柔性绳连接有插销，所述插销与所述穿孔相配合。

进一步改进的是：所述传送带为橡胶材质制成。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、针对弹簧测力计测量精度和结构的限制，采用拉力传感器，其精度更高；