[發明專利]一種靜摩擦力綜合實驗儀及實驗方法

有效

• 申請號: 201911071920.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110956878B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李玉波;趙海軍;唐麗艷;張繼偉;潘浩;喬闊;馬文輝;張海英;譚曉春;陳慶豐
• 申請（專利權）人: 東北師范大學附屬實驗學校
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種靜摩擦力綜合實驗儀，其特征在于，包括：實驗儀主機和附件，

所述實驗儀主機包括支架、拉繩高度調節器一、拉繩高度調節器二、量角器、斜坡板、絲杠斜坡板支桿、傳動絲杠、聯軸器和旋動手柄，所述拉繩高度調節器一安裝在所述支架的首端，所述拉繩高度調節器二安裝在所述支架的尾端；量角器固定在所述斜坡板軸端，且所述斜坡板通過轉軸與所述量角器轉動連接；所述絲杠斜坡板支桿一端通過滾輪與所述斜坡板滾動連接，另一端通過滑軌與所述支架滑動連接；所述絲杠斜坡板支桿上穿插有傳動絲杠，并與所述傳動絲杠螺紋連接，所述傳動絲杠通過所述聯軸器與所述旋動手柄相連；

所述附件包括滑塊、拉繩和彈簧測力計，所述滑塊置于所述斜坡板的上表面，所述拉繩一端與所述滑塊相連，另一端架設在所述拉繩高度調節器上，并與所述彈簧測力計相連；

所述滑塊底面上設置有滑塊貼面，可改變滑塊與斜坡板間的摩擦力；

所述拉繩高度調節器一與所述拉繩高度調節器二結構相同，包括支撐桿、高度調節螺母、滑輪架和定滑輪，所述支撐桿連接在所述支架頂端，所述高度調節螺母套設在所述支撐桿上，并與所述支撐桿螺紋連接；所述滑輪架底端與所述高度調節螺母相連，頂端安裝有所述定滑輪；

所述附件還包括固定質量塊，所述滑塊上方開設有坑槽，所述固定質量塊設置于所述坑槽內。

2.根據權利要求1所述的一種靜摩擦力綜合實驗儀，其特征在于，所述斜坡板的側面與所述量角器相對應的位置處設置有刻度線。

3.根據權利要求1-2任一項所述的一種靜摩擦力綜合實驗方法，其特征在于，包括靜摩擦力與壓力關系、靜摩擦力與粗糙度關系、靜摩擦力與接觸面積關系、靜摩擦力與斜坡板角度關系以及靜摩擦力與拉力角度關系的實驗方法。

4.根據權利要求3所述的一種靜摩擦力綜合實驗方法，其特征在于，所述靜摩擦力與壓力關系的實驗方法，包括以下步驟：

步驟1.1：放置水平尺在靜摩擦力綜合儀的支架上，調節支架，使其水平；

步驟1.2：轉動旋動手柄，引起傳動絲杠的轉動，帶動絲杠斜坡板支桿沿固定的軌道滑動，從而改變斜坡板的角度，使斜坡板的刻度線的零位定位到量角器的零刻線；

步驟1.3：將滑塊放置在斜坡板上，滑塊與彈簧測力計通過拉繩連接，且拉繩架設在定滑輪上；

步驟1.4：調整拉繩高度調節器一或拉繩高度調節器二上的定滑輪位置，使拉繩與斜坡板平行；

步驟1.5：水平或者傾斜向下拉彈簧測力計，使其達到最大靜摩擦力時，記下彈簧測力計的度數；

步驟1.6：在滑塊上放置不同質量的固定質量塊，重復步驟1.5，確定靜摩擦力與壓力的關系。

5.根據權利要求3所述的一種靜摩擦力綜合實驗方法，其特征在于，所述靜摩擦力與粗糙度關系的實驗方法，包括以下步驟：

步驟2.1：放置水平尺在靜摩擦力綜合儀的支架上，調節支架，使其水平；

步驟2.2：轉動旋動手柄，引起傳動絲杠的轉動，帶動絲杠斜坡板支桿沿固定的軌道滑動，從而改變斜坡板的角度，使斜坡板的刻度線的零位定位到量角器的零刻線；

步驟2.3：將滑塊放置在斜坡板上，滑塊與彈簧測力計通過拉繩連接，且拉繩架設在定滑輪上；

步驟2.4：調整拉繩高度調節器一或拉繩高度調節器二上的定滑輪位置，使拉繩與斜坡板平行；

步驟2.5：在斜坡板的上表面固定不同粗糙度表面的斜坡板貼面，在滑塊的下表面固定不同粗糙程度表面的滑塊貼面，用粗糙度測量儀，測量粗糙度值；

步驟2.6：水平或者傾斜向下拉彈簧測力計，使其達到最大靜摩擦力時，記下彈簧測力計的度數；

步驟2.7：在滑塊上放置不同質量的固定質量塊，重復步驟2.6，確定不同壓力情況下，粗糙度對靜摩擦力的影響，從而確定表面粗糙度與摩擦系數的關系，以及摩擦系數與最大靜摩擦力的關系。