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1、(10)申请公布号 CN 103745631 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103745631 A (21)申请号 201410052912.3 (22)申请日 2014.02.17 G09B 23/10(2006.01) (71)申请人 陈懋荣 地址 350000 福建省福州市台江区六一中路 464 号四层瀛洲街道办事处 (72)发明人 陈懋荣 陈新光 (74)专利代理机构 福州市鼓楼区博深专利代理 事务所 ( 普通合伙 ) 35214 代理人 林志峥 (54) 发明名称 一种测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示 装置 (57) 摘要 本发明公开了一种测量摩擦力与拉力之间。
2、关 系的实验演示装置， 包括底座、 摩擦平台、 拉力导 轨、 测试木块和传感装置 ； 所述摩擦平台包括水 平面板和固定支架 ； 所述拉力导轨为弧形结构， 拉力导轨的一端固定在底座上， 另一端设置在水 平面板的一侧 ； 所述测试木块设置在水平面板 上， 测试木块一端通过牵引线固定有小球 ； 所述 传感装置包括两个力传感器， 一个力传感器设置 在测试木块上， 另一力传感器通过支架固定在底 座上， 且通过牵引线连接水平面板相对拉力导轨 的另一侧。本发明的有益效果为 ： 本发明在实现 实验目的的同时， 且具有结构简单， 操作方便， 现 象直观、 明显， 稳定性好， 可重复性强等优点。 (51)Int.。
3、Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103745631 A CN 103745631 A 1/1 页 2 1. 一种测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置， 其特征在于， 包括底座、 摩擦平 台、 拉力导轨、 测试木块和传感装置 ； 所述摩擦平台包括水平面板和固定支架， 所述固定支架安装在底座上， 所述水平面板 挂接在固定支架上并保持板面水平 ； 所述拉力导轨为弧形结构， 拉力导轨的一端固定在底座上， 另一端设置在水平面板的 一侧， 且高度与水平面板。
4、平行 ； 所述测试木块设置在水平面板上， 测试木块一端通过牵引线固定有小球， 所述小球设 置在弧形结构上并可沿弧形结构向底座方形滑动 ； 所述传感装置包括两个力传感器， 一个力传感器设置在测试木块上， 另一力传感器通 过支架固定在底座上， 且通过牵引线连接水平面板相对拉力导轨的另一侧。 2. 根据权利要求 1 所述的测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置， 其特征在于， 进一步包括数据处理装置， 所述数据处理装置包括数据采集器和计算机， 所述数据采集器 通过有限或无线方式连接所述传感装置的力传感器， 并将数据传送给计算机。 3. 根据权利要求 1 所述的测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置，。
5、 其特征在于， 所述拉力导轨与水平面板靠近的一端上设有定滑轮， 所述小球的牵引线设置在定滑轮上。 4. 根据权利要求 1 所述的测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置， 其特征在于， 测试木块的质量为 200g-400g， 所述小球的质量为 500g-1000g。 权 利 要 求 书 CN 103745631 A 2 1/3 页 3 一种测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置 技术领域 0001 本发明涉及教学演示装置， 尤其涉及一种测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示 装置。 背景技术 0002 摩擦力是高中物理教学内容的重点和难点之一。其中， 静摩擦力的大小随拉力大 小的变化而变化， 而滑动。
6、摩擦力的大小随拉力大小的变化却保持不变， 更让学生难以理解。 要突破这一难点的最好方法就是通过实验， 让学生自主探究， 获得亲身体验。目前， 比较好 的实验方法是 ： 先让力传感器固定不动， 另一端的拉力侧钩通过细线与放在水平长木板上 的滑块相连， 然后拖动水平木板。 由于滑块处于静止状态， 力传感器的拉力大小等于滑块受 到的摩擦力大小， 通过计算机可显示出摩擦力大小随时间变化情况图像。但该实验方法存 在的缺点是 ： 在计算机屏幕上显示的是摩擦力大小随时间变化规律图像， 即 f-t 图像， 而非 摩擦力大小随拉力大小的变化规律图像， 即 f-F 图像， 这直接影响学生对摩擦力的认识。 摩 擦力。
7、大小随拉力的变化规律的实验测量方法一直是中学物理实验的难题。 发明内容 0003 本发明的发明目的在于解决上述技术问题， 提供一种结构简单， 操作方便能够显 示摩擦力大小随拉力大小的变化的测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置。 0004 为了实现上述发明目的， 本发明采用的技术方案为 ： 0005 一种测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置， 其特征在于， 包括底座、 摩擦平 台、 拉力导轨、 测试木块和传感装置 ； 0006 所述摩擦平台包括水平面板和固定支架， 所述固定支架安装在底座上， 所述水平 面板挂接在固定支架上并保持板面水平 ； 0007 所述拉力导轨为弧形结构， 拉力导轨的一端。
8、固定在底座上， 另一端设置在水平面 板的一侧， 且高度与水平面板平行 ； 0008 所述测试木块设置在水平面板上， 测试木块一端通过牵引线固定有小球， 所述小 球设置在弧形结构上并可沿弧形结构向底座方形滑动 ； 0009 所述传感装置包括两个力传感器， 一个力传感器设置在测试木块上， 另一力传感 器通过支架固定在底座上， 且通过牵引线连接水平面板相对拉力导轨的另一侧。 0010 为了更为快速直观的结果分析， 本发明进一步包括数据处理装置， 所述数据处理 装置包括数据采集器和计算机， 所述数据采集器通过有限或无线方式连接所述传感装置的 力传感器， 并将数据传送给计算机。 0011 其中， 所述拉。
9、力导轨与水平面板靠近的一端上设有定滑轮， 所述小球的牵引线设 置在定滑轮上。 0012 其中， 测试木块的质量为 200g-400g， 所述小球的质量为 500g-1000g。 0013 本发明的有益效果为 ： 将测试木块放置摩擦平台的右端， 使得与之相连的小球处 说 明 书 CN 103745631 A 3 2/3 页 4 于拉力导轨的顶端， 保证测试木块受到水平拉力作用。然后释放小球。小球沿拉力导轨下 滑， 牵引线受到拉力逐渐增大， 测试木块上力传感器示数也在逐渐增大。 测试木块受到的摩 擦力 （包括静摩擦力和滑动摩擦力） 与测试木块受到的摩擦力大小相等， 方向相反。在牵引 线处于竖直情况。
10、下， 水平面板受到水平向左的摩擦力可以通过另一个力传感器测得。 此时， 即可在计算机屏幕上直观显示出摩擦力大小随拉力变化图像。 本发明在实现实验目的的同 时， 且具有结构简单， 操作方便， 现象直观、 明显， 稳定性好， 可重复性强等优点。 附图说明 0014 图 1 为本发明实验演示装置的机构示意图 ； 0015 其中， 0016 1 ： 底座 ； 0017 2 ： 摩擦平台 ； 21 ： 水平面板 ； 22 ： 固定支架 ； 0018 3 ： 拉力导轨 ； 4 ： 测试木块 ； 5 ： 小球 ； 6 ： 传感器 ； 0019 7 ： 数据处理装置 ； 71 ： 数据采集器 ； 72 ： 计。
11、算机。 具体实施方式 0020 为详细说明本发明的技术内容、 构造特征、 所实现目的及效果， 以下结合实施方式 并配合附图详予说明。 0021 请一并参阅图 1， 如图所示， 本发明测量摩擦力与拉力之间关系的实验演示装置， 包括底座 1、 摩擦平台 2、 拉力导轨 3、 测试木块 4 和传感装置 ； 所述摩擦平台 2 包括水平面 板 21 和固定支架 22， 所述固定支架 22 安装在底座 1 上， 所述水平面板 21 挂接在固定支架 22上并保持板面水平， 固定支架22该固定支架22可以为前后设置的倒L型杆 （也可以是拱 形杆之类的） ， 水平面板 21 可以通过四根细线竖直悬空固定于两个倒。
12、 L 型杆上 （或者通过其 他挂接件挂接在固定支架 22 上） ； 所述拉力导轨 3 为弧形结构， 弧形结构的作用可以使小球 5 缓慢滚动不是一下子就施力， 拉力导轨 3 的一端固定在底座 1 上， 另一端设置在水平面板 21的一侧， 且高度与水平面板21平行， 所述拉力导轨3与水平面板21靠近的一端上设有定 滑轮 ； 所述测试木块 4 设置在水平面板 21 上， 测试木块 4 一端通过牵引线固定有小球 5， 所 述小球 5 的牵引线设置在定滑轮上， 所述小球 5 设置在弧形结构上并可沿拉力导轨 3 向底 座 1 方形滑动， 测试木块 4 的质量为 200g-400g， 所述小球 5 的质量为。
13、 500g-1000g ； 所述传 感装置包括两个力传感器 6， 一个力传感器设置在测试木块 4 上， 另一力传感器通过支架固 定在底座 1 上， 且通过牵引线连接水平面板 21 相对弧形结构的另一侧， 该力传感器通过恰 好绷紧的轻质细线与水平面板 21 水平相连， 且该细线固定于水平右侧边的中部 ； 为了更为 快速直观的结果分析， 本发明进一步包括数据处理装置 7， 所述数据处理装置 7 包括数据采 集器 71 和计算机 72， 所述数据采集器 71 通过有限或无线方式连接所述传感装置的传感器 6， 并将数据传送给计算机 72。 0022 通过上述结构， 本装置演示过程 ： 打开计算机上的 。
14、DISLab7.0 软件， 选择 “通用软 件” ， 传感器调零。 选择 “组合图线窗口” ， 在图线选择窗口单击 “添加” ， 在弹出的 “添加图线” 中， x 轴选 “F1” 即测试木块 4 上力传感器对应数据， 左 y 轴选 “F2” 即另一力传感器对应数 据。单击 “确定” 完成。 说 明 书 CN 103745631 A 4 3/3 页 5 0023 将测试木块放置木板的右端， 使得与之相连的小球处于拉力导轨的顶端， 调节定 滑轮高度， 使得牵引线与水平面板平行， 保证测试木块受到水平拉力作用。 点击软件 “开始” 按钮， 然后释放小球。小球沿拉力导轨下滑， 牵引线受到拉力逐渐增大，。
15、 测试木块上力传感 器的图像示数也在逐渐增大。测试木块受到的摩擦力 （包括静摩擦力和滑动摩擦力） 与水 平面板受到的摩擦力大小相等， 方向相反。 在牵引线处于竖直情况下， 水平面板受到水平向 左的力可以通过另一个力传感器测得。此时， 即可在计算机屏幕上直观显示出摩擦力大小 随拉力变化的图像 （即 f-F 图像） 。本发明在实现实验目的的同时， 且具有结构简单， 操作方 便， 现象直观、 明显， 稳定性好， 可重复性强等优点。 0024 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相关的技 术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 103745631 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103745631 A 6 。