[实用新型]一种显示摩擦力方向的演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理教学演示设备，尤其涉及一种显示摩擦力方向的教学演示实验装置。

背景技术

摩擦力是高中物理教学内容的重点和难点之一。其中，纯滚动摩擦是静摩擦力，其方向的不确定性，更让学生难以理解。要突破这一难点的最好方法就是通过实验方法让学生自主探究，获得亲身体验。目前，诸多学者也注意到这一难点，并设计了诸多方案，但尚无法在课堂上清楚演示，让学生有更加直观的认识。

轮胎的移动过程是一种典型的纯滚动摩擦，以自行车来作为实验体配合其他设备来给学生做演示，将会是是一种不错的选择，既能方便学生理解纯滚动摩擦，又能便于学生记忆。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够实现教学目的且效果理想的显示摩擦力方向演示装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种显示摩擦力方向的演示装置，包括支架、自行车和两个分别设于自行车前轮下方和后轮下方的活动摩擦装置，自行车可滑动设置在支架上；

活动摩擦装置包括箱体、第一激光发射装置和两个遮光组件，第一激光发射装置和两个遮光组件设于箱体内部；遮光组件包括导向轮、拉绳和遮光帘，导向轮固定在箱体侧壁上，拉绳一端与遮光帘相连，拉绳另一端经由导向轮固定在自行车轮胎上；箱体与自行车行进方向垂直的两个侧壁上分别设有第一通光孔和第二通光孔，第一激光发射装置分别朝第一通光孔和第二通光孔发出第一激光和第二激光，两个遮光帘分别靠近第一通光孔和第二通光孔并分别遮蔽第一激光和第二激光。

进一步的，靠近第一通光孔的遮光帘为第一遮光帘，靠近第二通光孔的遮光帘为第二遮光帘，与第一遮光帘相连的拉绳为第一拉绳，与第二遮光帘相连的拉绳为第二拉绳，第一拉绳的第一端头与第一遮光帘相连，第一拉绳的第二端头固定在自行车轮胎上，第二拉绳的第一端头与第二遮光帘相连，第二拉绳的第二端头固定在自行车轮胎上；

沿自行车轮胎的转动轴的长度方向进行投影，第一通光孔远离第一拉绳，第二通光孔远离第二拉绳，沿自行车高度方向进行二次投影，第一拉绳的第二端头和第二拉绳的第二端头分别位于第一拉绳的第一端头和第二拉绳的第一端头之间；或者

沿自行车轮胎的转动轴的长度方向进行投影，第一通光孔远离第一拉绳，第二通光孔靠近第二拉绳，沿自行车高度方向进行二次投影，第一拉绳的第二端头和第二拉绳的第一端头分别位于第一拉绳的第一端头和第二拉绳的第二端头之间；或者

沿自行车轮胎的转动轴的长度方向进行投影，第一通光孔靠近第一拉绳，第二通光孔远离第二拉绳，沿自行车高度方向进行二次投影，第一拉绳的第一端头和第二拉绳的第二端头分别位于第一拉绳的第二端头和第二拉绳的第一端头之间；或者

沿自行车轮胎的转动轴的长度方向进行投影，第一通光孔靠近第一拉绳，第二通光孔靠近第二拉绳，沿自行车高度方向进行二次投影，第一拉绳的第一端头和第二拉绳的第一端头分别位于第一拉绳的第二端头和第二拉绳的第二端头之间。

进一步的，遮光组件还包括支撑架，支撑架固定在箱体的内壁上，遮光帘在所述支撑架上可升降设置。

进一步的，第一激光发射装置包括第一激光发射器、第一光纤和第二光纤，第一光纤和第二光纤分别与第一激光发射器相连，第一光纤传导第一激光且其出光口与第一通光孔对齐，第二光纤传导第二激光且其出光口与第二通光孔对齐，靠近第一通光孔的遮光帘在第一光纤的出光口和第一通光孔之间的区域可升降设置，靠近第二通光孔的遮光帘在第二光纤的出光口和第二通光孔之间的区域可升降设置。

进一步的，沿自行车长度方向进行投影，第一通光孔与第二通光孔重合。

进一步的，第一激光与第二激光具有不同颜色。

进一步的，还包括两个底盘摩擦装置，两个活动摩擦装置分别设置在两个底盘摩擦装置上并沿自行车行进方向可滑动设置，所述底盘摩擦装置包括柜体、第二激光发射装置和两个遮挡组件，第二激光发射装置和两个遮挡组件设于柜体内部；遮挡组件包括滑轮、拉索和遮光板，滑轮固定在柜体侧壁上，拉索一端与遮光板相连，拉索另一端经由滑轮固定在活动摩擦装置上；柜体与自行车行进方向垂直的两个侧壁上分别设有第三通光孔和第四通光孔，第二激光发射装置分别朝第三通光孔和第四通光孔发出第三激光和第四激光，两个遮光板分别靠近第三通光孔和第四通光孔并分别遮蔽第三激光和第四激光。