滑动摩擦力演示仪的制作

滑动摩擦力演示仪，有些学校配置，但演示效果并不理想。笔者根据本刊2003年第10期《研究滑动摩擦力的实验》一文中的实验装置图，并做适当的改进，制作成滑动摩擦力演示仪，使用方便、演示效果理想，能顺利地完成教学任务。其装置如图1所示。
　　
　　1制作思路及方法
　　

　　(1)传送带系统:传送带用电机驱动，电机用小电风扇上的电机(功率较大满足实验要求)替代，电机的转速可以通过电机自身的三个挡位和借用调光台灯的电压控制电路或吊扇的无级电子调速器来实现，电路方框如图2所示。
　　
　　传送带轮选用坚硬木头加工而成，直径4cm，轴心孔定位一定要准，否则传送带运行起来就会不稳。传送带用帆布制作，宽10cm、对折长度50cm，接头处吻合要精细，不然当物块与接头处接触时就会引起物块跳动，从而导致测力计示数的变化。物块放在传送带上，由于压力较大，传送带会向下凹陷，传送带运行时物块受到的摩擦力方向就不再水平，为此必须在传送带下面固定一块水平硬铁片，从而保证物块受到水平方向的摩擦力。
　　
　　(2)物块选用实验用的带孔小木块，其上可加减砝码。
　　
　　(3)测力计选用演示用弹簧秤。
　　
　　(4)在竖直平板上，在水平方向上凿开一道长约3cm的凹槽，用以固定水平杆，便于左右移动测力计，用长约8cm的螺丝充当水平杆；在竖直方向凿开一道长约5cm的凹槽，用以固定可动定滑轮，便于上下移动定滑轮，定滑轮安装在长螺丝上。通过前后、左右、上下调整、螺帽定位，保证测力计、可动定滑轮、木块的挂线和细线在同一竖直平面内且细线相应部分保持水平和竖直。
　　
　　2装置优点
　　
　　(1)变很难控制的木块匀速运动为接触传送带的运动。
　　
　　(2)通过电压控制电路改变输出电压和变化电机挡位，可以非常方便地改变传送带相对于物块的速度，很容易做到匀速或变速。
　　
　　(3)测力计竖挂，可视强；传送带替代长木板重复操作方便，测力计示数可读维持时间长。
　　
　　(4)左右移动水平杆，可以安装不同直径的定滑轮；上下移动定滑轮，可以演示不同规格的木块。
　　
　　3装置功能
　　
　　(1)在木块上加减砝码，验证滑动摩擦力的大小与正压力成正比。
　　
　　(2)改变木块的种类，验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
　　
　　(3)在传送带作记号，以传送带为参考系，演示传送带与木块间的相对运动，掌握判断滑动摩擦力方向的方法。