本實用新型涉及一種教學演示儀器，尤其是一種摩擦力演示儀。

背景技術：

摩擦力是物理學上的一個常見概念，在我們的日常生活中也有廣泛的應用。阻礙物體相對運動(或相對運動趨勢)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反。摩擦力分為靜摩擦力、滾動摩擦、滑動摩擦三種。雖然大多數(shù)人都知道這些概念，但對于具體這些摩擦力的產(chǎn)生條件、影響因素等并沒有直觀的認知。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種摩擦力演示儀。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是：摩擦力演示儀，包括低速電機，滑塊，傳送帶，磁性板，彈簧，小磁針，第一定滑輪，第二定滑輪，第三定滑輪，第一刻度尺，第二刻度尺和軌道。磁性板和傳送帶均由低速電機帶動，兩者速度相同?；瑝K放置在傳送帶上，其尾部通過第一定滑輪、第二定滑輪與小磁針連接。小磁針另一端通過第三定滑輪與彈簧連接。小磁針垂直磁性板設置，其針尖與磁性板表面接觸。第一刻度尺和第二刻度尺設置在磁性板的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述的彈簧的下端設有小指針。

本實用新型的特點如下：

(1)以圖像的方式全景展示物體由相對靜止到勻速直線運動過程中摩擦力的變化情況

本實用新型將各類摩擦力的影響因素、產(chǎn)生條件的定性、定量探究合為一體，并全景式的展示出物體由相對靜止到勻速直線運動過程中摩擦力的變化過程及各類摩擦力的大小。

(2)性能可靠、針對性與適用性皆強

盡量減少了影響實驗的無關因素，降低了定量測量誤差，使實驗結(jié)果更加準確；符合課程標準要求，既可用于演示，也可用于分組實驗。

(3)定性和定量相結(jié)合

將定性演示和定量測量將結(jié)合，更便于課堂的探究式教學，有利于學生思維能力、實驗能力的培養(yǎng)。

(4)儀器構造簡單，操作方便，效果明顯

儀器結(jié)構簡單，直觀展示物體的運動情況。實現(xiàn)了操作與講授很好地融合，對物體由相對靜止到勻速直線運動的狀態(tài)變化過程中，摩擦力變化情況的展示，只需一個開關控制完成。整個實驗過程直接面對學生，現(xiàn)象明顯，效果很好。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖中，1.低速電機，3.滑塊，4.傳送帶，5.磁性板，7.彈簧，8.小磁針，9.第三定滑輪，10.第二定滑輪，11.第一定滑輪，12.小指針，13.第一刻度尺，14.第二刻度尺，15.軌道。

具體實施方式

如圖1-圖3所示：摩擦力演示儀，包括低速電機1，滑塊3，傳送帶4，磁性板5，彈簧7，小磁針8，第一定滑輪11，第二定滑輪10，第三定滑輪9，第一刻度尺13，第二刻度尺14和軌道15。磁性板5和傳送帶4連接共同在軌道15上滑動?；瑝K3放置在傳送帶4上，其尾部通過第一定滑輪11、第二定滑輪10與小磁針8連接。小磁針8另一端通過第三定滑輪9與彈簧7連接。小磁針8垂直磁性板5設置，其針尖與磁性板5表面接觸。第一刻度尺13和第二刻度尺14設置在磁性板5的兩側(cè)。所述的彈簧7的下端設有小指針12。

本儀器是根據(jù)二力平衡原理設計的，即物體在處于相對靜止或者勻速直線運動狀態(tài)時，儀器以彈簧測力計測量拉力的大小，反映拉力的變化，同時也表示摩擦力的變化。

儀器中，以電動機帶動傳送帶做勻速直線運動，置于傳送帶之上的滑塊(不同側(cè)面有不同的粗糙程度)與彈簧測力計相連，彈簧測力計的示數(shù)就是滑塊所受拉力的大小。根據(jù)二力平衡原理，彈簧測力計的大小也表示滑塊與傳送帶之間的摩擦力的大小。

為了更好地展示物體從相對靜止狀態(tài)到勻速直線運動狀態(tài)的變化過程中摩擦力的變化，也為了更好地配和課堂教學，電動機帶動傳送帶做勻速直線運動時，背后的磁性板同步在水平方向移動，而安裝在彈簧測力計上的磁性筆隨彈簧測力計在豎直方向上運動，以此在磁性板上繪制出整個過程中摩擦力的變化曲線。

操作步驟與使用方法

1.演示摩擦力方向

以滑塊安有毛刷的一面作為接觸面，接通電源，拉動滑塊，但使滑塊與傳送帶之間沒有相對運動時，毛刷毛發(fā)生彎曲(偏轉(zhuǎn))，偏轉(zhuǎn)方向即為靜摩擦力方向。

2.定性給出物體由相對靜止到勻速直線運動過程中摩擦力變化曲線

以滑塊一面作為接觸面，置于傳送帶的左端，保證拉傳送帶的細繩水平，連接物體的細繩水平，接通電源，電動機轉(zhuǎn)動，拉著長滑塊做勻速直線運動，由彈簧測力計下端指針直觀反映出整個過程中摩擦力的變化情況，并在磁性板上繪制出這個過程中摩擦力的變化曲線。

3.測量靜摩擦力、最大靜摩擦力、滑動摩擦力

同上操作，當滑塊由相對靜止變成運動狀態(tài)時對應的靜摩擦力就是最大靜摩擦力，彈簧下端的指針對應的示數(shù)即該時刻靜摩擦力的大小，在物體勻速滑動過程中，觀察彈簧下端的指針對應的示數(shù)，為滑動摩擦力大小。

4.探究影響滑動摩擦力大小的因素及動摩擦因數(shù)的測量

根據(jù)控制變量法，分別改變接觸面、正壓力，觀察滑動摩擦力的大小。

(1)正壓力與滑動摩擦力的關系

用同一程度粗糙程度的接觸面作為接觸面，將滑塊置于傳送帶一端，保證拉傳送帶的細繩水平，連接滑塊的細繩水平，接通電源，使電動機轉(zhuǎn)動，當滑塊相對于傳送帶做勻速直線運動時，由彈簧測力計給出滑動摩擦力的大小。再在滑塊上增加砝碼，改變其重量，測量滑動摩擦力。重復上述步驟，分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

(2)接觸面粗糙程度和滑動摩擦力的關系

用滑塊的不同粗糙程度的面作為與傳送帶的接觸面，分別測出在不同粗糙程度的情況下滑動摩擦力的大小，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

(3)動摩擦因數(shù)的測量

利用(1)的實驗結(jié)果，由μ＝F/F_N計算得到動摩擦因數(shù)。

5.探究物體由相對靜止狀態(tài)變成勻速直線運動狀態(tài)這一過程中，摩擦力的變化

用滑塊其中一面作為接觸面，保證拉傳送帶的細繩水平，連接滑塊的細繩水平，接通電源，使電動機轉(zhuǎn)動，觀察磁性板上曲線顯示的摩擦力變化情況或者觀察彈簧下端指針對應示數(shù)(摩擦力)的變化。

6.探究正壓力和接觸面粗糙程度對最大靜摩擦力是否有影響

同探究正壓力與接觸面粗糙程度對滑動摩擦力的影響一樣，利用控制變量法，在滑塊有相對運動趨勢的情況下，觀察磁性板上圖像顯示的摩擦力變化情況，探究對最大靜摩擦力有無影響。

本儀器可配合摩擦力一節(jié)的教學內(nèi)容，完成本節(jié)教學內(nèi)容的探究式教學。且本裝置是非常適合教師和學生動手操作的，一臺儀器可以鍛煉學生多方面能力。而且儀器構造簡單，價格低廉，是自制儀器這一教學內(nèi)容的上選。

以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。