本发明涉及物理教学用具技术领域，尤其涉及一种物理摩擦力教学用具。
背景技术：
物理是现代学校中必不可少的重要学科，在初中课堂中，老师往往需要配合实验器具来进行讲课，以此来方便学生的理解，而摩擦力实验就是物理教学中经典的一个教学实验，能够通过弹簧测力计与木块对摩擦力进行直观的展示。
现有的物理教学中探究摩擦力大小的器具往往只是由零散的实验器具组合而成，教师难以进行多次控量进行摩擦力的检测，较为影响教学质量。
因此，有必要提供一种新的物理摩擦力教学用具解决上述技术问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种通过调角机构可以使得学生可以直观观测到斜坡式摩擦力的物理摩擦力教学用具。
本发明提供的物理摩擦力教学用具包括：基座、调节板、调角机构和配重块，所述调节板通过转动架转动安装在基座上；且调节板上安装有驱动机构，所述驱动机构包括转动辊、摩擦皮带和驱动电机，两组规格相同的所述转动辊通过支架对称安装在调节板上，且两个转动辊通过摩擦皮带传动连接，所述驱动电机通过机架固定安装在其中一个转动辊的安装支架上，且驱动电机的输出端与转动辊的转动中心固定连接，所述调角机构安装在基座开设的安装腔内，通过调角机构实现调节板角度的调节，所述配重块放置在摩擦皮带上，且配重块上安装有压力传感器，开启驱动电机使得驱动电机带动转动辊上的摩擦皮带进行匀速转动，由于配重块与摩擦皮带有滑动摩擦，从而弹簧测力计上显示的数值即为配重块的摩擦力，即为f＝μn(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块与摩擦皮的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块对摩擦皮带的正压力)，使得学生可以直观的观测配重块的摩擦力。
优选的，所述调角机构包括螺纹杆、梯形块、转盘和限位杆，所述螺纹杆转动安装在基座开设的安装腔内，且螺纹杆上套设有螺纹连接的梯形块，所述梯形块顶部的切面与调节板的下表面滑动连接，且梯形块的切面朝向转动架，所述螺纹杆两侧的安装腔内均固定安装有限位杆，且两根限位杆分别穿过梯形块开设的滑动通孔并与滑动通孔滑动连接，所述螺纹杆的一端延伸出基座开设的安装腔并固定安装有转盘。
优选的，所述调角机构还包括t型滑块，所述t型滑块固定嵌合在梯形块的切面上，且t型滑块延伸至调节板下表面开设的t型槽内并与t型槽滑动连接，旋转转盘使得螺纹杆旋转，由于梯形块螺纹套设在螺纹杆上，同时梯形块上有两根限位杆的限制，因此梯形块可以沿着螺纹杆滑动而不会出翻转的问题，梯形块沿着螺纹杆内滑，从而梯形块推动调节板向上张开，进而调节板以及调节板上的安装组件均呈现斜坡式，此时开启驱动电机使得摩擦皮带进行匀速转动，从而弹簧测力计上显示的数值为f＝μnsinα(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块与摩擦皮带的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块对摩擦皮带的正压力，而α为夹角)，而在实际操作过程中在调节板与转动架连接处安装上量角器，使得教学时可以直接观测α的数值，从而通过调角机可以使得学生可以直观的观测到斜坡式的摩擦力。
优选的，所述调节板上靠近转动架的一侧固定安装有安装架，且安装架上安装有加压组件，通过加压组件对摩擦皮带上的配重块进行加压。
优选的，所述加压组件包括丝杠、压合板和转钮，所述丝杠贯穿安装架顶部开设的螺纹通孔并与螺纹通孔螺纹连接，所示丝杠的顶部安装有固定连接的转钮，且丝杠的底部安装有转动连接的压合板，旋转转钮使得丝杠下滑并使得压合板压合在配重块上通过配重块上的压力传感器可以测量出压合板82的施加压力n(压合板远小于配重块面积使得压合板加压在配重块9上时可以沿着配重块滑动)，加上配重块自身重力，从而总重即为(n n)，使得可以控制配重块的重力；而在实验教学过程中，也可以在配重块上叠加不同重量的砝码，从而也可以更变配重块上的总重。
优选的，所述安装架与配重块之间安装有弹簧测力计，且弹簧测力计两侧的挂钩分别钩挂在安装架内侧壁上的钩环上以及配重块外壁上的钩环。
优选的，所述调节板上固定安装有防松架板，且防松架板横跨摩擦皮带中部，所述防松架板的上下两侧璧分别与摩擦皮带内带面接触，且摩擦皮带内带面光滑，避免摩擦皮带在进行传动时，摩擦皮带出现松动凹陷的问题。
与相关技术相比较，本发明提供的物理摩擦力教学用具具有如下有益效果：
1、本发明开启驱动电机使得驱动电机带动转动辊上的摩擦皮带进行匀速转动，由于配重块与摩擦皮带有滑动摩擦，从而弹簧测力计上显示的数值即为配重块的摩擦力即为f＝μn，使得学生可以直观的观测配重块的摩擦力；
2、本发明旋转转盘因此梯形块沿着螺纹杆内滑，从而梯形块推动调节板向上张开，进而调节板以及调节板上的安装组件均呈现斜坡式，此时开启驱动电机使得摩擦皮带进行匀速转动，从而弹簧测力计上显示的数值为f＝μnsinα，而在实际操作过程中在调节板与转动架连接处安装上量角器，使得教学时可以直接观测α的数值，从而通过调角机构可以使得学生可以直观的观测到斜坡式的摩擦力。
附图说明
图1为本发明提供的物理摩擦力教学用具的一种较佳实施例的结构示意图之一；
图2为本发明提供的物理摩擦力教学用具的一种较佳实施例的结构示意图之二；
图3为图1所示基座的结构示意图。
图中标号：1、基座；2、调节板；3、转动架；4、调角机构；41、螺纹杆；42、梯形块；43、转盘；44、限位杆；45、t型滑块；5、安装腔；6、驱动机构；61、转动辊；62、摩擦皮带；63、驱动电机；7、安装架；8、加压组件；81、丝杠；82、压合板；83、转钮；9、配重块；9a、压力传感器；9b、弹簧测力计；9c、防松架板。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2和图3，其中，图1为本发明提供的物理摩擦力教学用具的一种较佳实施例的结构示意图之一；图2为本发明提供的物理摩擦力教学用具的一种较佳实施例的结构示意图之二；图3为图1所示基座的结构示意图。包括：基座1、调节板2、调角机构4和配重块9。
在具体实施过程中，如图1和图2所示，调节板2通过转动架3转动安装在基座1上；且调节板2上安装有驱动机构6，驱动机构6包括转动辊61、摩擦皮带62和驱动电机63，两组规格相同的转动辊61通过支架对称安装在调节板2上，且两个转动辊61通过摩擦皮带62传动连接，驱动电机63通过机架固定安装在其中一个转动辊61的安装支架上，且驱动电机63的输出端与转动辊61的转动中心固定连接，而配重块9放置在摩擦皮带62上，且配重块9上安装有压力传感器9a，而调节板2上靠近转动架3的一侧固定安装有安装架7，安装架7与配重块9之间安装有弹簧测力计9b，且弹簧测力计9b两侧的挂钩分别钩挂在安装架7内侧壁上的钩环上以及配重块9外壁上的钩环。
需要说明说是：开启驱动电机63使得驱动电机63带动转动辊61上的摩擦皮带62进行匀速转动，由于配重块9与摩擦皮带62有滑动摩擦，从而弹簧测力计9b上显示的数值即为配重块9的摩擦力，即为f＝μn(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块9与摩擦皮带62的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块9对摩擦皮带62的正压力)，使得学生可以直观的观测配重块9的摩擦力。
其中，调节板2上固定安装有防松架板9c，且防松架板9c横跨摩擦皮带62中部，防松架板9c的上下两侧璧分别与摩擦皮带62内带面接触，且摩擦皮带62内带面光滑，避免摩擦皮带62在进行传动时，摩擦皮带62出现松动凹陷的问题。
参考图1和图3所示，调角机构4安装在基座1开设的安装腔5内，通过调角机构4实现调节板2角度的调节，而调角机构4包括螺纹杆41、梯形块42、转盘43和限位杆44，螺纹杆41转动安装在基座1开设的安装腔5内，且螺纹杆41上套设有螺纹连接的梯形块42，梯形块42顶部的切面与调节板2的下表面滑动连接，且梯形块42的切面朝向转动架3，螺纹杆41两侧的安装腔5内均固定安装有限位杆44，且两根限位杆44分别穿过梯形块42开设的滑动通孔并与滑动通孔滑动连接，螺纹杆41的一端延伸出基座1开设的安装腔5并固定安装有转盘43，调角机构4还包括t型滑块45，t型滑块45固定嵌合在梯形块42的切面上，且t型滑块45延伸至调节板2下表面开设的t型槽内并与t型槽滑动连接。
需要说明的是：旋转转盘43使得螺纹杆41旋转，由于梯形块42螺纹套设在螺纹杆41上，同时梯形块42上有两根限位杆44的限制，因此梯形块42可以沿着螺纹杆41滑动而不会出翻转的问题，梯形块42沿着螺纹杆41内滑，从而梯形块42推动调节板2向上张开，进而调节板2以及调节板2上的安装组件均呈现斜坡式，此时开启驱动电机63使得摩擦皮带62进行匀速转动，从而弹簧测力计9b上显示的数值为f＝μnsinα(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块9与摩擦皮带62的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块9对摩擦皮带62的正压力，而α为夹角)，而在实际操作过程中在调节板2与转动架3连接处安装上量角器，使得教学时可以直接观测α的数值，从而通过调角机构4可以使得学生可以直观的观测到斜坡式的摩擦力。
参考图1所示，安装架7上安装有加压组件8，通过加压组件8对摩擦皮带62上的配重块9进行加压，而加压组件8包括丝杠81、压合板82和转钮83，丝杠81贯穿安装架7顶部开设的螺纹通孔并与螺纹通孔螺纹连接，所示丝杠81的顶部安装有固定连接的转钮83，且丝杠81的底部安装有转动连接的压合板82。
需要说明的是：旋转转钮83使得丝杠81下滑并使得压合板82压合在配重块9上通过配重块9上的压力传感器9a可以测量出压合板82的施加压力n(压合板82远小于配重块9面积使得压合板82加压在配重块9上时可以沿着配重块9滑动)，加上配重块9自身重力，从而总重即为(n n)，使得可以控制配重块9的重力；
而在实验教学过程中，也可以在配重块9上叠加不同重量的砝码，从而也可以更变配重块9上的总重。
本发明提供的物理摩擦力教学用具的工作原理如下：
开启驱动电机63使得驱动电机63带动转动辊61上的摩擦皮带62进行匀速转动，由于配重块9与摩擦皮带62有滑动摩擦，从而弹簧测力计9b上显示的数值即为配重块9的摩擦力，即为f＝μn(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块9与摩擦皮带62的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块9对摩擦皮带62的正压力)，使得学生可以直观的观测配重块9的摩擦力，而旋转转盘43使得螺纹杆41旋转，由于梯形块42螺纹套设在螺纹杆41上，同时梯形块42上有两根限位杆44的限制，因此梯形块42可以沿着螺纹杆41滑动而不会出翻转的问题，梯形块42沿着螺纹杆41内滑，从而梯形块42推动调节板2向上张开，进而调节板2以及调节板2上的安装组件均呈现斜坡式，此时开启驱动电机63使得摩擦皮带62进行匀速转动，从而弹簧测力计9b上显示的数值为f＝μnsinα(其中μ叫动摩擦因数，即为配重块9与摩擦皮带62的材料、接触面粗糙程度有关；n为配重块9对摩擦皮带62的正压力，而α为夹角)，而在实际操作过程中在调节板2与转动架3连接处安装上量角器，使得教学时可以直接观测α的数值，从而通过调角机构4可以使得学生可以直观的观测到斜坡式的摩擦力，旋转转钮83使得丝杠81下滑并使得压合板82压合在配重块9上通过配重块9上的压力传感器9a可以测量出压合板82的施加压力n(压合板82远小于配重块9面积使得压合板82加压在配重块9上时可以沿着配重块9滑动)，加上配重块9自身重力，从而总重即为(n n)，使得可以控制配重块9的重力，而在实验教学过程中，也可以在配重块9上叠加不同重量的砝码，从而也可以更变配重块9上的总重。
本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种物理摩擦力教学用具，其特征在于，包括：
基座(1)；
调节板(2)，所述调节板(2)通过转动架(3)转动安装在基座(1)上；且调节板(2)上安装有驱动机构(6)，所述驱动机构(6)包括转动辊(61)、摩擦皮带(62)和驱动电机(63)，两组规格相同的所述转动辊(61)通过支架对称安装在调节板(2)上，且两个转动辊(61)通过摩擦皮带(62)传动连接，所述驱动电机(63)通过机架固定安装在其中一个转动辊(61)的安装支架上，且驱动电机(63)的输出端与转动辊(61)的转动中心固定连接；
调角机构(4)，所述调角机构(4)安装在基座(1)开设的安装腔(5)内，通过调角机构(4)实现调节板(2)角度的调节；
配重块(9)，所述配重块(9)放置在摩擦皮带(62)上，且配重块(9)上安装有压力传感器(9a)。
2.根据权利要求1所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述调角机构(4)包括螺纹杆(41)、梯形块(42)、转盘(43)和限位杆(44)，所述螺纹杆(41)转动安装在基座(1)开设的安装腔(5)内，且螺纹杆(41)上套设有螺纹连接的梯形块(42)，所述梯形块(42)顶部的切面与调节板(2)的下表面滑动连接，且梯形块(42)的切面朝向转动架(3)，所述螺纹杆(41)两侧的安装腔(5)内均固定安装有限位杆(44)，且两根限位杆(44)分别穿过梯形块(42)开设的滑动通孔并与滑动通孔滑动连接，所述螺纹杆(41)的一端延伸出基座(1)开设的安装腔(5)并固定安装有转盘(43)。
3.根据权利要求2所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述调角机构(4)还包括t型滑块(45)，所述t型滑块(45)固定嵌合在梯形块(42)的切面上，且t型滑块(45)延伸至调节板(2)下表面开设的t型槽内并与t型槽滑动连接。
4.根据权利要求1所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述调节板(2)上靠近转动架(3)的一侧固定安装有安装架(7)，且安装架(7)上安装有加压组件(8)，通过加压组件(8)对摩擦皮带(62)上的配重块(9)进行加压。
5.根据权利要求4所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述加压组件(8)包括丝杠(81)、压合板(82)和转钮(83)，所述丝杠(81)贯穿安装架(7)顶部开设的螺纹通孔并与螺纹通孔螺纹连接，所示丝杠(81)的顶部安装有固定连接的转钮(83)，且丝杠(81)的底部安装有转动连接的压合板(82)。
6.根据权利要求4所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述安装架(7)与配重块(9)之间安装有弹簧测力计(9b)，且弹簧测力计(9b)两侧的挂钩分别钩挂在安装架(7)内侧壁上的钩环上以及配重块(9)外壁上的钩环。
7.根据权利要求1所述的物理摩擦力教学用具，其特征在于，所述调节板(2)上固定安装有防松架板(9c)，且防松架板(9c)横跨摩擦皮带(62)中部，所述防松架板(9c)的上下两侧璧分别与摩擦皮带(62)内带面接触，且摩擦皮带(62)内带面光滑。
技术总结