[發明專利]一種測定摩擦系數的教具

有效

• 申請號: 201410253874.8
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN103985291A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王清偉
• 申請（專利權）人: 上海市第一中學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明涉及一種教學器具，尤其涉及一種測定摩擦系數的教具。

背景技術

中學物理課上常常會采用如圖1所示的實驗教具來分析摩擦力、摩擦系數、正壓力之間的關系，在實驗中，采用彈簧秤21拉著木塊22在木板23上做水平勻速直線運動，從彈簧秤21上直接讀出拉力f大小，因為當木塊做勻速直線運動時，木塊22水平方向受到的拉力f和木板23對木塊22的摩擦力是一對大小相等、方向相反的平衡力，因此只要保持拉力方向始終在水平方向上，那么，從彈簧秤21上讀取的拉力f大小就等于木板23對木塊22的摩擦力大小。又因為此時，木塊22對木板23接觸面的正壓力N的大小與木塊22的重力大小相等，因此，按照摩擦系數的公式，得到接觸面的粗糙程度，即摩擦系數μ＝f/N，從而測定木板23與木塊22間的摩擦系數μ。

然而，在上述摩擦系數的測定方法中，既要保證對木塊施加的拉力是勻速的，還要保證該拉力是水平施加的，才能得到準確測定的摩擦系數。現有的解決勻速的方法是利用一能夠控制勻速運動的智能設備24連接至彈簧秤21，并控制彈簧秤21拉著木塊22做勻速運動。但是還沒有一種方法能夠解決水平的問題，當拉力非水平施加時，會產生力矩，彈簧秤21上的讀數就不能等同于摩擦力的大小，也就不能準確測定摩擦系數。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種準確測定摩擦系數，能夠保證被測物體間發生勻速直線運動的測定摩擦系數的教具。

為實現上述技術效果，本發明公開了一種測定摩擦系數的教具，包括：

一底座，所述底座包括一底板及一設于所述底板側部的側板；

一電子稱，所述電子稱設于所述底板上；

一實驗板，所述實驗板水平滑動連接于所述電子稱上；

一彈簧測力計，所述彈簧測力計沿所述實驗板的滑動方向水平連接于所述實驗板與所述側板之間；

一實驗輪，所述實驗輪架設于所述實驗板與所述底板之間；

一控制單元，所述控制單元驅動連接所述實驗輪，使所述實驗輪勻速滾動連接于所述實驗板上。

本發明進一步的改進在于，所述電子稱上設有滑輪組，所述實驗板設于所述滑輪組上，并且所述實驗板通過所述滑輪組水平滑動連接于所述電子稱上。

本發明進一步的改進在于，所述實驗輪通過一傳動架架設于所述實驗板與所述底板之間，所述傳動架包括一第一桿件、一第二桿件和一第三桿件，所述第一桿件的第一端固定于所述底板上，所述第一桿件的第二端與所述第二桿件的第一端樞接連接，所述第二桿件的第二端與所述第三桿件的第一端樞接連接，所述第三桿件的第二端連接所述實驗輪。

本發明進一步的改進在于，所述第三桿件的第二端設有一轉軸，所述轉軸連接所述實驗輪的旋轉中心，所述驅動單元設于所述轉軸上，通過所述驅動單元驅動所述轉軸轉動，從而帶動所述實驗輪繞所述旋轉中心勻速旋轉。

本發明進一步的改進在于，所述驅動單元為一電機。

本發明由于采用了以上技術方案，使其具有以下有益效果是：通過在實驗板的底部設置滑輪組，使得實驗板在滑輪組上做水平直線運動，保證了當實驗板移動時，與實驗板水平連接的彈簧測力計上測得的讀數就是實驗板受到的水平拉力的大小，即摩擦力大小；通過驅動單元驅動實驗輪做勻速轉動，從而保證了實驗輪在實驗板上做勻速滾動運動。

附圖說明

圖1是現有的測定摩擦系數的教具的示意圖。

圖2是本發明一種測定摩擦系數的教具的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參閱圖2所示，本發明的一種測定摩擦系數的教具主要由一底座、一電子稱12、一彈簧測力計13、一實驗板14、一實驗輪15和一驅動單元構成。其中，底座呈L型，由一底板111和一側板112組成，側板112設于底板111的一側側部。電子稱12設于底板111上，電子稱12上設有滑輪組16，實驗板14設于滑輪組16上，并且實驗板14通過滑輪組16水平滑動連接于電子稱12上，彈簧測力計13沿實驗板14的滑動方向水平連接于實驗板14與側板112之間，通過在實驗板14的底部設置滑輪組16，使得實驗板14在滑輪組16上做水平直線運動，保證了當實驗板14移動時，彈簧測力計13上測得的讀數就是實驗板14受到的水平拉力。