CN218939110U - 一种摩擦角演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物理教学仪器技术领域，具体是一种摩擦角演示仪，包括底座、传送带、主动轮、从动轮，底座上转动连接有整体架板，底座与整体架板之间设有倾角调节装置，底座上固定设有刻度尺，刻度尺与整体架板的侧面接触，整体架板的上表面为弧形凹面，整体架板与刻度尺相接触的侧面设有刻线，整体架板侧边固定连接有驱动总成，主动轮转动连接于整体架板的下端，从动轮转动连接于整体架板的上端，主动轮由驱动总成驱动。本实用新型不需要测力也不需要判断匀速，只凭目力即可判断摩擦角并读取正切值，简化仪器的外观结构，便于演示实验，减少采用平直传送带在调节过程中物体单一方向上升或滑落造成的不便，提升实验效率。

Description

一种摩擦角演示仪

技术领域

本实用新型涉及物理教学仪器技术领域，具体是一种摩擦角演示仪。

背景技术

受力分析是高中物理动力学基础，也是高中物理教学的难点。尤其是粗糙斜面上的受力分析，用常规方法求解有时会比较繁琐，并且由于数学知识的滞后，学生无法解决。如果运用“摩擦角”知识求解，可减少繁琐的数学计算，使得分析问题的思路变得清晰。而“摩擦角”在高中教材中没有出现，如果教师只是简单地讲授引入，不但不能帮助学生解决问题，还会扰乱学生思维，加重学习负担。高中物理教学时，为降低学生学习难度，提高学生物理学习效率与兴趣，教师可合理利用自制教具创设教学模式，调动学生学习积极性，增强学生物理学习体验，提高学生物理核心素养。大家知道物体恰好能从粗糙斜面上匀速下滑时斜面的倾角称为摩擦角。如果测得这个角度就能确定物体与斜面之间的动摩擦因数，即μ=tan θ。不过用这种方法测定动摩擦因数有一定的难度，因为物体是否真正作匀速运动，依靠目力是难以辨别的。

现有的摩擦角法测量动摩擦因数的实验方法及装置，往往通过调节斜面倾角使物体匀速下滑，不仅需要增加测速仪器来辅助进行实验，还需在调节过程中反复放置物体，实验过程看似简单实则繁琐，实验效率低下。而摩擦角涵盖摩擦力的概念，现有的摩擦力演示仪，尤其是传送带类型的，实验效率高、效果好，若将其置于斜面上使用，可做到使物体相对传送带下滑的同时相对于斜面静止，即可依靠目力判断出平衡状态，进一步测量摩擦角。此方案虽然能解决传统摩擦角实验需要测速、反复放置物体的问题，但引入了需要在摩擦力演示仪外部增加倾角调节和测量装置的新问题，也不能快速找到平衡点，无法提升实验操作便捷性和实验效率。因此需要一种摩擦角演示仪对上述问题做出改善。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种摩擦角演示仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种摩擦角演示仪，包括底座、传送带、主动轮、从动轮，所述底座上转动连接有整体架板，所述底座与所述整体架板之间设有倾角调节装置，所述底座上固定设有刻度尺，所述刻度尺与所述整体架板的侧面接触，所述整体架板的上表面为弧形凹面，所述整体架板与所述刻度尺相接触的侧面设有刻线，所述整体架板侧边固定连接有驱动总成，所述主动轮转动连接于所述整体架板的下端，所述从动轮转动连接于所述整体架板的上端，所述主动轮由所述驱动总成驱动。

进一步地，所述倾角调节装置是调节所述底座与所述整体架板之间夹角的机械组件，所述驱动总成由电源模块、电机、传动机构组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，不需要测力也不需要判断匀速，只凭目力即可判断摩擦角并读取正切值。

2、本实用新型中，整体板架以及驱动总成的设计可以简化仪器的外观结构，便于演示实验。

3、本实用新型中，主动轮设于整体板架下端及整体架板的上表面为弧形凹面设计，减少采用平直传送带在调节过程中物体单一方向上升或滑落造成的不便，提升实验效率。

附图说明

图1为一种摩擦角演示仪的结构示意图。

图2为一种摩擦角演示仪的局部结构侧视示意图。

图中：1-底座，2-传送带，3-主动轮，4-从动轮，5-驱动总成，6-整体架板，61-弧形凹面，62-刻线，7-倾角调节装置，8-刻度尺。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案。

一种摩擦角演示仪，包括底座1、传送带2、主动轮3、从动轮4，底座1上转动连接有整体架板6，整体架板是将动轮支架与传送带托板合为一体的零件，简化仪器的外观结构；底座1与所述整体架板6之间设有倾角调节装置7，倾角调节装置7是调节底座1与整体架板6之间夹角的机械组件，可以采用丝杆结构、蜗杆结构、齿轮组结构等实施；底座1上固定设有刻度尺8，刻度尺8与整体架板6的侧面接触，整体架板6与刻度尺8相接触的侧面设有刻线62，倾角调节过程中，由于刻线与刻度尺和底座构成的直角三角形底边长度不变，可将刻度尺的刻度用对应长度与底边的比值换算替代，直接通过刻线与刻度尺相交处可读取斜面倾角的正切值即为实验要求的μ值，省去计算步骤，提高实验效率；整体架板6的上表面为弧形凹面61，主动轮3转动连接于整体架板6的下端，从动轮4转动连接于整体架板6的上端，这样设计的目的是，当传送带运转时，传送带的上边是松边，能更好地贴合弧形凹面，而弧形凹面设计的目的在于，使斜面传送带上端的倾角略大，下端的倾角略小，中间位置与刻线平行，即物体停留在中间位置或在中间位置上下来回对称摆动时，此时可判定为平衡状态，若物体向上摆动的距离大于向下的距离，则说明倾角过小，往倾角增大的方向调节，同理，向下摆动距离大应减小倾角，这种设计是参照气垫导轨由于非平直而采用动态调平方法得出的，可以减少采用平直传送带在调节过程中物体单一方向上升或滑落造成的不便，提升实验效率；整体架板6侧边固定连接有驱动总成5，主动轮3由驱动总成5驱动，驱动总成5由电源模块、电机、传动机构组成，采用整体模块化设计简化仪器的外观结构，便于使用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“上表面”、“之间”、“侧面”、“侧边”、“上端”、“下端”“中间”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种摩擦角演示仪，包括底座（1）、传送带（2）、主动轮（3）、从动轮（4），其特征在于：所述底座（1）上转动连接有整体架板（6），所述底座（1）与所述整体架板（6）之间设有倾角调节装置（7），所述底座（1）上固定设有刻度尺（8），所述刻度尺（8）与所述整体架板（6）的侧面接触，所述整体架板（6）的上表面为弧形凹面（61），所述整体架板（6）与所述刻度尺（8）相接触的侧面设有刻线（62），所述整体架板（6）侧边固定连接有驱动总成（5），所述主动轮（3）转动连接于所述整体架板（6）的下端，所述从动轮（4）转动连接于所述整体架板（6）的上端，所述主动轮（3）由所述驱动总成（5）驱动。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦角演示仪，其特征在于：所述倾角调节装置（7）是调节所述底座（1）与所述整体架板（6）之间夹角的机械组件，所述驱动总成（5）由电源模块、电机、传动机构组成。

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