[实用新型]摩擦力实验器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种研究摩擦力的实验器，属于教学实验用具技术领域。

背景技术

传统的摩擦力教学实验中，需要手拿测力计，拉着摩擦块作水平匀速直线运动，同时读取测力计的示数，然后分别改变压力的大小(加砝码)、改变接触面的粗糙程度(垫布，毛巾)、改变接触面积的大小(将滑块侧放)多次实验，将测力计测得的数据与实验条件进行比较，从而得出实验结论。这种实验方法对操作者的手法要求太高，很难做到手拉滑块做匀速直线运动以及保持拉力方向水平，所以操作复杂，且成功率低。

虽然也有采用力传感器替代测力计的摩擦力实验装置，同样由于操作手法的原因，没有从根本上解决实验操作复杂和实验结果误差较大的问题。

发明内容

本实用新型针对现有摩擦力实验技术存在的不足，提供一种操作简单、实验效果好的摩擦力实验器。

本实用新型的摩擦力实验器采用以下技术解决方案：

该摩擦力实验器包括力传感器、摩擦座、轨道底座和电机，电机固定在轨道底座的底部，电机轴上安装有线毂，摩擦座平放在轨道底座上并通过线绳与线毂连接，摩擦座上表面设有可更换的摩擦层，摩擦层上放置有摩擦块，力传感器固定在轨道底座上并通过拉绳与摩擦块连接。

轨道底座的表面设有标尺，以备扩展性探究实验用。

轨道底座的底面设有电池盒，可通过电池盒内的电池为电机供电。

力传感器采用中国专利CN3406708公开的外观结构。力传感器也可以采用其他形式，如弹簧测力计等。

进行摩擦力实验时，力传感器与外部数据采集器连接，启动电机，电机匀速旋转并带动摩擦台做水平匀速直线运动，摩擦块与摩擦台之间有摩擦并作相对运动，力传感器自动测量出摩擦块与摩擦台上摩擦层之间的摩擦力，然后由数据采集器把采集到的实验数据通过计算机软件自动显示并保存，同时可以利用此软件的数据处理功能对数据进行分析。改变摩擦块的材质及质量，更换不同的摩擦台或摩擦层，改变接触面积的大小，利用同样方法得到多组实验数据，加以分析比较，即可得出滑动摩擦力的大小与接触面的压力、粗糙程度有关的论证。

本实验器保持摩擦块不动，利用匀速转动电机拉动摩擦台准确的做匀速直线运动，由力传感器精确的自动测量实验数据并通过计算机软件直观的显示和保存此数据，避免了人工读数和计算不准确及操作复杂的问题，灵敏度较高，操作简单，实验效果好，同时结构简单合理，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构分解示意图。

图中：1、线毂，2、开关，3、轨道底座，4、电机，5、螺栓，6、电池，7、电池盒，8、螺栓，9、螺栓，10、力传感器，11、固定柱，12、摩擦块，13、摩擦块，14、摩擦台，15、摩擦台底座。

具体实施方式

实施例

如图1所示，本实用新型的摩擦力实验器主要包括力传感器10、摩擦台14、摩擦台底座15、轨道底座3和电机4。电机4通过螺栓5固定在轨道底座3底面的一端，电机4的转轴伸出轨道底座3并安装有线毂1，开关2控制电机4的启停。摩擦台14卡扣在摩擦台底座15上，可拆卸与更换，两者一起组成摩擦座。摩擦台14的表面设有摩擦层，使用不同材质的摩擦层可更换，摩擦层上放置有摩擦块12或摩擦块13，摩擦块12或摩擦块13采用不同材质。摩擦台底座15平放在轨道底座3上并通过线绳与电机4转轴上的线毂1连接，摩擦台底座15及其上的摩擦台14随电机4的匀速旋转在细绳的拉动下在轨道底座3上做匀速直线运动。力传感器10采用中国专利CN3406708公开的外观结构，其上设有固定插孔，轨道底座3的一端通过螺栓8固定有固定柱11，通过螺栓9将力传感器10固定在固定柱11上。力传感器10上的挂钩通过拉线与放置在摩擦台14上的摩擦块12或摩擦块13连接。轨道底座3表面设置有标尺。轨道底座3的底面还设有电池盒7，电机4采用电池盒7内的电池6供电。电机4也可采用外部电源供电。力传感器10也可以采用弹簧测力计等。

进行摩擦力实验的过程如下：

力传感器10与外部数据采集器连接，拨动开关2至闭合状态，启动电机4，此时电机4匀速旋转并带动摩擦台14做匀速直线运动，摩擦块12或摩擦块13与摩擦台14之间有摩擦并作相对运动，力传感器10自动测量出摩擦块12或摩擦块13与摩擦台14上摩擦层之间的摩擦力，然后由数据采集器把采集到的实验数据通过计算机软件自动显示并保存，同时可以利用此软件的数据处理等功能对数据进行分析。改变摩擦块的材质及质量，更换不同的摩擦台14或其上的摩擦层，改变接触面积的大小，利用同样方法得到多组实验数据，然后加以分析比较，即可得出滑动摩擦力的大小与接触面的压力、粗糙程度有关的论证。