申请/专利权人：胡国领

申请日：2017-12-15

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN107749222B

主分类号：G09B23/10

分类号：G09B23/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.03.27#实质审查的生效;2018.03.02#公开

摘要：本发明公开了一种最大静摩擦力演示仪，包括沿水平方向设置的实验平台，在实验平台的左端一体设有用于固定弹簧测力计的支撑台，在实验平台的右端固定有电机，在实验平台上配有沿左右方向设置的条形动滑板，在条形动滑板上配有滑块，弹簧测力计通过第一拉线与滑块左端连接，电机通过第二拉线与条形滑板右端连接，在滑块的右端一体设有先向上后向右延伸的左定位端，在条形滑板的右端一体设有先向上后向左延伸的右定位端，在左定位端与右定位端之间放置轻质物块，当滑块与条形滑板相对运动时轻质物块掉落在条形滑板上。

主权项：1.一种最大静摩擦力演示仪，其特征在于，包括沿水平方向设置的实验平台，在实验平台的左端一体设有用于固定弹簧测力计的支撑台，在实验平台的右端固定有电机，电机配置手动开关或遥控开关；在实验平台上配有沿左右方向设置的条形动滑板，在条形动滑板上配有滑块，弹簧测力计通过第一拉线与滑块左端连接，电机通过第二拉线与条形滑板右端连接，在滑块的右端一体设有先向上后向右延伸的左定位端，在条形滑板的右端一体设有先向上后向左延伸的右定位端，在左定位端与右定位端之间放置轻质物块，当滑块与条形滑板相对运动时轻质物块掉落在条形滑板上；在滑块上设有多个用于放置砝码的配重圆槽；弹簧测力计包括外壳，在外壳的顶部固定有挂环，所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口，在条形开口的左侧和或右侧设有力值刻度尺，在外壳内安装有沿着条形开口设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在外壳内表面上，弹簧的底端固定有连杆，连杆的自由端伸出外壳底部之外且固定有挂钩；在连杆和弹簧底端连接处固定有力值指针，在条形开口的左侧设有与条形开口平行的左条形滑孔，在条形开口的右侧设有与条形开口平行的右条形滑孔，在正面上设有峰值指针，所述峰值指针的左端在左条形滑孔内滑动连接，峰值指针的右端在右条形滑孔内滑动连接，力值指针向下运动时与峰值指针碰触后带动峰值指针向下运动；当需要记录最大力值时，首先将峰值指针手动移动到力值刻度尺的最上端，从而在测量受力的过程中，力值指针带动峰值指针一起移动，当达到最大受力值时，力值指针带动峰值指针移动到最远处，然后力值指针退回而峰值指针锁定在最大立值处从而将最大受力峰值直观地显示出来。

全文数据：一种最大静摩擦力演示仪技术领域[0001]本发明属教学实验装置技术领域，具体涉及一种最大静摩擦力演示仪。背景技术[0002]静摩擦力演示实验是高中物理教学中的一个重要知识点，静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力，两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，g卩〇F$F_。[0003]在做实验时，通常采用弹簧测力计钩住一个木块，然后将弹簧测力计在平行桌面方向上匀速移动，根据二力平衡知识，学生通过弹簧测力计示值大小即可观察到摩擦力的变化情况，在实验过程中，一是由于木块开始滑动的瞬间即由最大静摩擦力变化为滑动摩擦力的瞬间无预知性，学生不易观察到；二是实验所使用的弹簧测力计显示到最大峰值后瞬间消失，学生更是不易观察到，因此，整个实验学生是不能够很直观地观察到最大静摩擦力的，实验效果不佳。发明内容[0004]本发明目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种最大静摩擦力演示仪，将其应用在最大静摩擦力演示实验中，可以将最大静摩擦力值进行锁定，以便更直观地读取最大静摩擦力，为达到上述目的所采取的技术方案是：一种最大静摩擦力演示仪，包括沿水平方向设置的实验平台，在实验平台的左端一体设有用于固定弹簧测力计的支撑台，在实验平台的右端固定有电机，在实验平台上配有沿左右方向设置的条形动滑板，在条形动滑板上配有滑块，弹簧测力计通过第一拉线与滑块左端连接，电机通过第二拉线与条形滑板右端连接，在滑块的右端一体设有先向上后向右延伸的左定位端，在条形滑板的右端一体设有先向上后向左延伸的右定位端，在左定位端与右定位端之间放置轻质物块，当滑块与条形滑板相对运动时轻质物块掉落在条形滑板上。[0005]优选的，在滑块上设有多个用于放置砝码的配重圆槽。[0006]优选的，在实验平台上设有用于调节实验平台水平度的三个调节螺栓，在实验平台上设有水准泡。[0007]优选的，弹簧测力计包括外壳，在外壳的顶部固定有挂环，所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口，在条形开口的左侧和或右侧设有力值刻度尺，在外壳内安装有沿着条形开口设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在外壳内表面上，弹簧的底端固定有连杆，连杆的自由端伸出外壳底部之外且固定有挂钩;其特征在于，在连杆和弹簧底端连接处固定有力值指针，在条形开口的左侧设有与条形开口平行的左条形滑孔，在条形开口的右侧设有与条形开口平行的右条形滑孔，在正面上设有峰值指针，所述峰值指针的左端在左条形滑孔内滑动连接，峰值指针的右端在右条形滑孔内滑动连接，力值指针向下运动时与峰值指针碰触后带动峰值指针向下运动。[0008]优选的，所述左条形滑孔和右条形滑孔的顶端均不低于条形开口的顶端，左条形滑孔和右条形滑孔的底端均低于条形开口的底端。[0009]优选的，所述峰值指针采用轻质塑料或轻质铝材料制作。[0010]优选的，所述峰值指针的左端和右端均设有向条形开口方向弯折的折回部，折回部与外壳正面的内表面滑动连接。[0011]优选的，弹簧测力计包括外壳，在外壳的顶部固定有挂环，所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口，在条形开口的左侧和或右侧设有力值刻度尺，在外壳内安装有沿着条形开口设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在外壳内表面上，弹簧的底端固定有连杆，连杆的自由端伸出外壳底部之外且固定有挂钩;其特征在于，在连杆和弹簧底端连接处固定有力值指针，在条形开口内滑动连接有峰值指示机构，所述峰值指示机构包括条形支撑板，在条形支撑板中部一体设有指示帽，所述条形支撑板的左右宽度与条形开口的宽度相对应，条形支撑板的上下长度大于条形开口的宽度，在条形支撑板的上下端均设有用于套设在条形开口左右内壁的开槽，当力值指针向下运动时与指示帽碰触后带动峰值指示机构一起向下运动。[0012]优选的，所述峰值指示机构采用轻质塑料或轻质铝材料制作。[0013]优选的，所述条形支撑板上端的开槽和条形支撑板下端的开槽相对称设置，且条形支撑板上端的开槽和条形支撑板下端的开槽之间的间隔小于条形开口的宽度。[00M]本发明所具有的有益效果为:通过对实验用的条形动滑板和滑块的设计，增加了右定位端和左定位端，在左定位端与右定位端之间放置轻质物块，从而在滑块和条形滑板出现滑动的瞬间掉落在条形滑板上，快速捕捉到滑块开始滑动的瞬间，对出现最大静摩擦力的瞬间进行提醒，学生容易观察，提高了学生实验兴趣。[0015]另一方面，弹簧测力计具有对受力峰值即最大静摩擦力的自锁或显示功能以从弹簧测力计上直观地、直接地读出最大静摩擦力，解决了最大静摩擦力的观察和记录，激发学生动手动脑学物理的兴趣，提高中学物理教学质量，收到了良好的教学效果。附图说明[0016]图1为本发明的结构示意图；图2为第一实施例中弹簧测力计的结构示意图；图3为图2中沿C-C向的剖视图；图4为第二实施例中弹簧测力计的结构示意图；图5为图4中沿A-A向的剖视图；图6为图4中动峰值指示机构的结构示意图；图7为图6中沿B-B向的结构示意图。具体实施方式[0017]下面结合附图对本发明进一步描述。[0018]如图1所示，一种最大静摩擦力演示仪，包括沿水平方向设置的实验平台11，在实验平台11的左端一体设有用于固定弹簧测力计2的支撑台1，在实验平台11的右端固定有电机9，在实验平台11上配有沿左右方向设置的条形动滑板10，在条形动滑板1〇上配有滑块4，弹簧测力计2通过第一拉线3与滑块4左端连接，电机9通过第二拉线8与条形滑板10右端连接，在滑块4的右端一体设有先向上后向右延伸的左定位端5，在条形滑板]_〇的右端一体设有先向上后向左延伸的右定位端6，在左定位端5与右定位端6之间放置轻质物块7，当滑块4与条形滑板10相对运动时轻质物块7掉落在条形滑板10上。[0019]为了研宄最大静摩擦力与正压力之间的关系，在滑块4上设有多个用于放置砝码的配重圆槽图中未示出）。[0020]为了保证实验平台11的水平度，在实验平台11上设有用于调节实验平台U水平度的三个调节螺栓12，同时还在实验平台11上设有水准泡图中未示出）以便确定实验时实验平台11的水平度。[0021]为了试验的操作便捷性，还可以给电机9配置手动开关或遥控开关。[0022]在实验时，当滑块4与条形滑板10相对运动时，即为最大静摩擦力出现时，此时轻质物块7掉落在条形滑板10,快速捕捉到滑块4开始滑动的瞬间，对出现最大静摩擦力的瞬间进行提醒，学生容易观察，提高了学生实验兴趣。[0023]另一方面，为了解决弹簧测力计2对受力峰值即最大静摩擦力的自锁或显示功能以从弹簧测力计上直观地、直接地读出最大静摩擦力，弹簧测力2计有以下两种实施例：第一实施例：如图2、图3所示，弹簧测力计包括外壳16,在外壳16的顶部固定有挂环17,所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口15，在条形开口15的左侧和或右侧设有力值刻度尺18,在外壳16内安装有沿着条形开口15设置的弹簧19,所述弹簧19的顶端固定在外壳16内表面上，弹簧19的底端固定有连杆20,连杆20的自由端伸出外壳16底部之外且固定有挂钩23;在连杆20和弹簧19底端连接处固定有力值指针14,在条形开口15的左侧设有与条形开口15平行的左条形滑孔13,在条形开口15的右侧设有与条形开口15平行的右条形滑孔22,在正面上设有峰值指针21，所述峰值指针21的左端在左条形滑孔13内滑动连接，峰值指针21的右端在右条形滑孔22内滑动连接，力值指针14向下运动时与峰值指针21碰触后带动峰值指针21向下运动。[0024]进一步，所述左条形滑孔13和右条形滑孔22的顶端均不低于条形开口15的顶端，左条形滑孔13和右条形滑孔22的底端均低于条形开口15的底端，之所以将左条形滑孔13和右条形滑孔22的底端均设置为低于条形开口15的底端，其作用有二，一是能够保证力值指针14带动峰值指针21—起向下运动到满量程位置，二是当不需要了解受力峰值时，可以将峰值指针21手动移动到最低端，从而对力值指针14在整个量程内没有任何影响。[0025]为了减小峰值指针21对力值指针14的阻力影响以提高测量准确性，所述峰值指针21采用轻质塑料或轻质铝材料制作。[0026]为了防止峰值指针21在滑动过程中脱落或者出现错位而影响结果，所述峰值指针21的左端和右端均设有向条形开口方向弯折的折回部24、25,折回部24、25与外壳正面的内表面滑动连接。[0027]本发明在使用时，当需要记录最大力值时，首先将峰值指针21手动移动到力值刻度尺18的最上端，从而在测量受力的过程中，力值指针14带动峰值指针21—起移动，当达到最大受力值时，力值指针14带动峰值指针21移动到最远处，然后力值指针14退回而峰值指针21锁定在最大立值处从而将最大受力峰值直观地显示出来；当不需要记录最大力值时，只需将峰值指针21手动移动到最低端，从而对力值指针14在整个量程内没有任何影响，可以充当常规的弹簧测力计使用。[0028]第二实施例：如图4至图7所示，包括外壳29,在外壳29的顶部固定有挂环28,所述外壳29正面为平面，在外壳29正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口26，在条形开口26的左侧和或右侧设有力值刻度尺30，在外壳29内安装有沿着条形开口26设置的弹簧27，所述弹簧27的顶端固定在外壳29内表面上，弹簧27的底端固定有连杆33，连杆33的自由端伸出外壳29底部之外且固定有挂钩34;在连杆33和弹簧27底端连接处固定有力值指针31，在条形开口26内滑动连接有峰值指示机构32，所述峰值指示机构32包括条形支撑板36，在条形支撑板36中部一体设有指示帽35，所述指示帽35的直径自下向上依次减小，指示帽35的最大直径大于条形开口26的宽度，所述条形支撑板36的左右宽度D与条形开口26的宽度相对应，条形支撑板36的上下长度L大于条形开口26的宽度，在条形支撑板36的上下端均设有用于套设在条形开口26左右内壁的开槽37,当力值指针31向下运动时与指示帽35碰触后带动峰值指示机构32—起向下运动。[0029]为了减小峰值指示机构32对力值指针31的阻力影响以提高测量准确性，所述峰值指示机构32采用轻质塑料或轻质铝材料制作。[0030]为了使得峰值指示机构32能随时取出或安装在条形开口26内以增加使用的灵活性和多功能性，所述条形支撑板36上端的开槽和条形支撑板36下端的开槽相对称设置，且条形支撑板36上端的开槽和条形支撑板36下端的开槽之间的间隔K小于条形开口26的宽度。[0031]本发明在使用时，当需要记录最大力值时，首先用手捏住指示帽35让条形支撑板36的长度L方向沿着条形开口26方向放入条形开口26内，然后将峰值指示机构32水平旋转90度，通过两端的开槽37卡在条形开口26内，力值指针31向下运动时与指示帽35碰触后带动峰值指示机构32—起向下运动到最远处后，力值指针31退回而峰值指示机构32锁定在最大立值处从而将最大受力峰值直观地显示出来；当不需要记录最大力值时，只需将峰值指示机构32手动移出条形开口26即可，从而对力值指针31在整个量程内没有任何影响，可以充当常规的弹簧测力计使用。[0032]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种最大静摩擦力演示仪，其特征在于，包括沿水平方向设置的实验平台，在实验平台的左端一体设有用于固定弹簧测力计的支撑台，在实验平台的右端固定有电机，在实验平台上配有沿左右方向设置的条形动滑板，在条形动滑板上配有滑块，弹簧测力计通过第一拉线与滑块左端连接，电机通过第二拉线与条形滑板右端连接，在滑块的右端一体设有先向上后向右延伸的左定位端，在条形滑板的右端一体设有先向上后向左延伸的右定位端，在左定位端与右定位端之间放置轻质物块，当滑块与条形滑板相对运动时轻质物块掉落在条形滑板上。2.根据权利要求1所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，在滑块上设有多个用于放置砝码的配重圆槽。3.根据权利要求1所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，在实验平台上设有用于调节实验平台水平度的三个调节螺栓，在实验平台上设有水准泡。4.根据权利要求1至3任一条所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，弹簧测力计包括外壳，在外壳的顶部固定有挂环，所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口，在条形开口的左侧和或右侧设有力值刻度尺，在外壳内安装有沿着条形开口设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在外壳内表面上，弹簧的底端固定有连杆，连杆的自由端伸出外壳底部之外且固定有挂钩;其特征在于，在连杆和弹簧底端连接处固定有力值指针，在条形开口的左侧设有与条形开口平行的左条形滑孔，在条形开口的右侧设有与条形开口平行的右条形滑孔，在正面上设有峰值指针，所述峰值指针的左端在左条形滑孔内滑动连接，峰值指针的右端在右条形滑孔内滑动连接，力值指针向下运动时与峰值指针碰触后带动峰值指针向下运动。5.根据权利要求4所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，所述左条形滑孔和右条形滑孔的顶端均不低于条形开口的顶端，左条形滑孔和右条形滑孔的底端均低于条形开口的底端。6.根据权利要求4所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，所述峰值指针采用轻质塑料或轻质铝材料制作。7.根据权利要求6所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，所述峰值指针的左端和右端均设有向条形开口方向弯折的折回部，折回部与外壳正面的内表面滑动连接。8.根据权利要求1至3任一条所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，弹簧测力计包括外壳，在外壳的顶部固定有挂环，所述外壳正面为平面，在外壳正面中间设有沿竖直方向设置的条形开口，在条形开口的左侧和或右侧设有力值刻度尺，在外壳内安装有沿着条形开口设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在外壳内表面上，弹簧的底端固定有连杆，连杆的自由端伸出外壳底部之外且固定有挂钩;其特征在于，在连杆和弹簧底端连接处固定有力值指针，在条形开口内滑动连接有峰值指不机构，所述峰值指不机构包括条形支撑板，在条形支撑板中部一体设有指示帽，所述条形支撑板的左右宽度与条形开口的宽度相对应，条形支撑板的上下长度大于条形开口的宽度，在条形支撑板的上下端均设有用于套设在条形开口左右内壁的开槽，当力值指针向下运动时与指示帽碰触后带动峰值指示机构一起向下运动。9.根据权利要求8所述的最大静摩擦力演示仪，其特征在于，所述峰值指示机构采用轻质塑料或轻质铝材料制作。10.根据权利要求9所述的取大静摩擦力演示仪，其特征在于，所述条形支撑板上端的开槽和条形支撑板下端的开槽相对称设置，且条形支撑板上端的开槽和条形支撑板下端的开槽之间的间隔小于条形开口的宽度。

百度查询： 胡国领 一种最大静摩擦力演示仪

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