[發明專利]摩擦力實驗儀

無效

• 申請號: 200910060029.8
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101958070A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 林義艷
• 申請（專利權）人: 林義艷
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種教學儀器，特別是用于研究摩擦力大小與哪些因素有關、及有怎樣關系的摩擦力實驗儀。

背景技術

摩擦力實驗為初中物理的重點實驗，各版本的課本實驗方案大致如下：

1、將物塊放在水平木板上，用手拿著彈簧秤通過繩線水平拉動物塊作勻速直線運動，記下彈簧秤讀數，測出物塊重力，并將數據填入設計好的表格中。在長方體上不斷加上重力已知的砝碼，重復上面實驗?？裳芯砍鲈诒砻娲植诔潭认嗤瑫r，摩擦力大小與壓力大小間的關系。

2、將物塊放在水平木板上，用手拿著彈簧秤通過繩線水平拉動物塊作勻速直線運動，記下彈簧秤讀數。更換表面粗糙程度不同的木板，或將上下表面粗糙程度不同的木板上下反轉放置，重復實驗，記錄彈簧稱示數。可研究在壓力相同時，摩擦力大小與物體表面粗糙程度間的關系。

上述實驗方案原理簡單，學生易于理解，但在實踐操作中，要想用手拿著彈簧稱作勻速運動，那是癡心妄想，彈簧稱示數在時大時小的時刻變動中，難于讀數。教師在操作前需多次嘗試，反復練習，才能使彈簧稱示數的變動值控制在適當范圍(差值通常為10％-30％)以內，勉強做完實驗，學生操作就更是難上加難。

于是激發了教師的改進，其中較成功并得到推廣的實驗方案為：將原來“木板不動，彈簧稱拉動物塊”的課本方案，改為“彈簧稱不動、用手拉動底部木板作相對運動”，優點是勻速的近似度、及操作的方便性略有提高，但帶來了思維上的更大障礙，教師需設法讓學生理解運動的相對性，人為制造了教學難點，不少教師在權衡利弊后仍選用原課本方案。

發明內容

本發明的目的是：提供一種原理簡單、學生易懂、操作方便、近似勻速的摩擦力實驗儀。

本發明所采用的技術方案是：一種摩擦力實驗儀，包含底板、放置在底板上的物塊、以及通過繩線與該物塊連接的彈簧稱，所述彈簧稱包含螺旋狀彈簧、及中空的外殼，其特征在于：所述物塊中部開有容納水平桿穿過的直洞，該直洞大小以物塊在運動過程中其直洞內壁不接觸到水平桿為宜；所述外殼徑向的兩側均開有洞口，外殼及彈簧被穿過該洞口及穿過彈簧內腔的上述水平桿懸掛起來，外殼通過繞在滑輪上的繩線與懸掛的重物桶相連。

采用上述結構后，可在重物桶內酌量添加顆粒狀重物(如細沙等)，使得重物桶能通過繩線、彈簧稱拉動物塊作近似的勻速直線運動，在運動中讀出彈簧稱示數，從而測得摩擦力的大小值。更換物塊下方的底板，改變接觸面的粗糙程度；增減放置在物塊上的加壓塊，以改變物塊對接觸面的壓力，多次實驗，可研究出摩擦力大小與哪些因素有關、及有怎樣關系。

本發明的有益效果是：實驗原理與課本方案相同、原理簡單、學生易懂、操作方便、物塊運動接近勻速。

附圖說明

圖1是本發明的剖面示意圖；

圖中：1.水平桿，2.立柱，3.底座，4.物塊，5.直洞，6.加壓塊，71.第一繩線，72.第二繩線，81.第一掛鉤，82.第二掛鉤，9.洞口，10.指針，11.面板，12.面板槽，13.外殼，14.滑輪，15.重物桶，16.顆粒重物，17.重物，18.底板(可更換，相當于本文背景技術部分課本實驗中的木板，但因不局限于木板，故更名為底板)。

具體實施方式

如圖1所示，底板18上放置有物塊4，物塊4中部開有容納水平桿1穿過的直洞5，該直洞5的內徑應明顯大于水平桿1的外徑，以使物塊4在沿水平桿1的徑向方向(圖中的左右方向)運動時，物塊1的直洞5內壁不會與水平桿1接觸，目的是排除物塊4與水平桿之間的摩擦力干擾。

物塊4經第一繩線71與彈簧秤相連，彈簧稱包含螺旋狀的彈簧、與彈簧相連的指針、位于彈簧外部的中空外殼13、插接在外殼13外部的面板11構成。外殼13的徑向兩側開有容納水平桿1穿過的洞口9，外殼及彈簧被穿過該洞口9及穿過彈簧內腔的水平桿1懸掛起來。水平桿的表面應當光滑，洞口9的內徑、以及彈簧內腔的內徑均應大于水平桿1的外徑，以使外殼13及其內的彈簧能沿水平桿自由滑動。外殼13上設有面板槽12，面板槽12用于插接指示力的大小值的面板11，面板槽12的長度大于面板11的寬度，以左右調節面板11在面板槽12中的位置，使彈簧稱指針在實驗前指零。