一種最大靜摩擦力的探究裝置製造方法
2023-10-07 23:53:04
一種最大靜摩擦力的探究裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種最大靜摩擦力的探究裝置，屬於高中物理教具【技術領域】，其中彈簧測力計、載物臺和數據採集板均設在平板上，彈簧測力計的一端通過細繩與滑塊連接，滑塊通過細繩與馬達傳動連接，滑塊設置在載物臺上，彈簧測力計與數據採集板連接，數據採集板設置在滑塊與彈簧測力計之間，滑動針在數據採集板上採集力隨時間的變化的位置信號，該位置信號通過AD轉換器處理後轉換為數據信號，該數據信號通過單片機的I／O口將信息錄入，將位置信息轉換為以時間為橫軸，以位移為縱軸的曲線變化圖像並將圖像送至顯示屏上顯示。可通過圖像直接反應出靜摩擦力隨外力的變化、最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小，並可定量研究最大靜摩擦力、滑動摩擦力的大小，方便教學。
【專利說明】一種最大靜摩擦力的探究裝置
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及一種最大靜摩擦力的探究裝置，屬於高中物理教具【技術領域】。
【背景技術】:
[0002]高中物理教學關於力學部分中，摩擦力是一個教學重點，也是一個教學難點，在學習滑動摩擦力和最大靜摩擦力的大小關係時，學生對該部分知識的理解是建立在教師的講授基礎上的，在比較最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小時，教師用傳統的實驗教具很難向學生展現出它們的大小關係。
實用新型內容:
[0003]針對上述問題，本實用新型提供一種最大靜摩擦力的探究裝置。
[0004]本實用新型包含馬達、滑塊、載物臺、數據採集板、滑動針、彈簧測力計、顯示屏、平板、單片機和AD轉換器，彈簧測力計、載物臺和數據採集板均設在平板上，彈簧測力計的一端通過細繩與滑塊連接，滑塊通過細繩與馬達傳動連接，滑塊設置在載物臺上，彈簧測力計與數據採集板連接，數據採集板設置在滑塊與彈簧測力計之間，滑動針在數據採集板上採集力隨時間的變化的位置信號，該位置信號通過AD轉換器處理後轉換為數據信號，該數據信號通過單片機的I / O 口將信息錄入，將位置信息轉換為以時間為橫軸，以位移為縱軸的曲線變化圖像並將圖像送至顯示屏上顯示。
[0005]作為優選，所述裝置還包括水平儀，水平儀裝在平板的一端。
[0006]本實用新型的有益效果為:通過圖像直接反應出靜摩擦力隨外力的變化、最大靜摩擦力和滑動摩擦力的大小，並可定量研究最大靜摩擦力、滑動摩擦力的大小。將抽象的概念變為具體內容，利於學生理解。藉助實驗裝置的演示不僅突破了教學難點，而且教師還可以指導學生進行自主探究,在實驗和活動中主動獲取感性體驗並抽象出摩擦力知識。本文提供的實驗方法建立在圖形計算器和採集板系統上，這種設計將摩擦力問題通過實驗和圖形的方式直觀反映出來，幫助學生掌握該知識點。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0007]為了易於說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型控制部分的原理框圖。
【具體實施方式】:
[0010]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本實用新型。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本實用新型的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。[0011]如圖1-2所示，本【具體實施方式】採用以下技術方案:它包含馬達1、滑塊2、載物臺
3、數據採集板4、滑動針5、彈簧測力計6、顯示屏7、平板8、單片機9和AD轉換器10，彈簧測力計6、載物臺3和數據採集板4均設在平板8上，彈簧測力計6的一端通過細繩與滑塊2連接，滑塊2通過細繩與馬達I傳動連接，滑塊2設置在載物臺3上，彈簧測力計6與數據採集板4連接，數據採集板4設置在滑塊2與彈簧測力計6之間，滑動針5在數據採集板4上採集力隨時間的變化的位置信號，該位置信號通過AD轉換器10處理後轉換為數據信號，該數據信號通過單片機9的I / O 口將信息錄入，將位置信息轉換為以時間為橫軸，以位移為縱軸的曲線變化圖像並將圖像送至顯示屏7上顯示。
[0012]其中載物臺3的上表面為帶有一定摩擦係數的表面，平板8上設有軌道12，滑塊2與數據採集板4通過軌道12在平板8上運動。
[0013]進一步的，所述裝置還包括水平儀11，水平儀11裝在平板8的一端，此結構能夠隨時觀測平板的水平情況，以便及時調整。
[0014]本【具體實施方式】的工作原理為:在壓力一定的情況下，啟動馬達開關，馬達運動拉動載物臺，在靜摩擦力的作用下滑塊隨載物臺一起運動，彈簧測力計上的拉力增加，直到滑塊在載物臺上勻速運動，根據受力平衡的知識，在水平方向上，拉力與靜摩擦力是一對平衡力(F = f靜).當拉力逐漸增大時,靜摩擦力也會隨著一起增大，當拉力恰好大於最大靜摩擦力時，物體會突然運動起來.在物體運動的瞬間，拉力突然減小，此時數據採集板記錄了該突變過程.根據採樣得到的圖形中的突變位置，可以在顯示屏上找到物體在壓力一定的時候受到的最大靜摩擦力的值及變化的圖形。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種最大靜摩擦力的探究裝置，其特徵在於:它包含馬達(I)、滑塊(2)、載物臺(3)、數據採集板(4)、滑動針(5)、彈簧測力計(6)、顯示屏(7)、平板(8)、單片機(9)和AD轉換器(10)，彈簧測力計(6)、載物臺(3)和數據採集板(4)均設在平板(8)上，彈簧測力計(6)的一端通過細繩與滑塊(2)連接，滑塊(2)通過細繩與馬達(I)傳動連接，滑塊(2)設置在載物臺(3)上，彈簧測力計(6)與數據採集板(4)連接，數據採集板(4)設置在滑塊(2)與彈簧測力計(6)之間，滑動針(5)在數據採集板(4)上採集力隨時間的變化的位置信號，該位置信號通過AD轉換器(10)處理後轉換為數據信號，該數據信號通過單片機(9)的I /O將信息錄入，將位置信息轉換為以時間為橫軸，以位移為縱軸的曲線變化圖像並將圖像送至顯示屏(7)上顯示。
2.根據權利要求1所述的一種最大靜摩擦力的探究裝置，其特徵在於:所述裝置還包括水平儀(11)，水平儀 (11)裝在平板(8)的一端。
【文檔編號】G09B23/10GK203799535SQ201420094599
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】任佳華, 李傳海, 肖佳勇, 胡誠 申請人:湖北民族學院