李德安(华中师范学院数学与联通工程大学江西南昌(收稿日期:要:自制一款简易、稳定、可拓展的磨擦力实验教具,并使其与相结合,设计并进行了一系列磨擦力实验关键词:磨擦力影响诱因序言磨擦力是中学数学教学一个重要知识点“摩擦力”这一节中,要求中学生晓得最大静磨擦力与滑动磨擦力间的关系,认识滑动磨擦力的规律一般教材有关磨擦力的实验通常通过手拉弹簧测力计拉物块的方式进行,实验缺陷主要表现在:且好多班主任只是演示滑动磨擦力与接触面和正压力的关系,而对接触面积和相对运动速率的关系则不采用实验验证为填补上述不足,我们自制了一款磨擦力实验教具,并使其与结合,用实验直观确切地得出最大静磨擦力比滑动磨擦力略大、滑动磨擦力与正压力成反比和接触面的性质有关与接触面积和相对运动速率无关的推论,提高中学生的探究意识和加深对磨擦力特点的认识原理2。1检测如图,物块置于传送带上,通过传送带的正式转动或转动,使物块与传送带发生相对运动趋势或相对运动物块在水平方向上遭到细线的拉力和传送带的磨擦力因为物块仍然相对地面处于静止状态,依据二力平衡,此时细线拉力等于物块所受磨擦力的大小又因细线与力传感相连,力传感将细线拉力转换成联通号,通过数据采集器输入到计算机上,计算机实时显示物块所受磨擦力的大小电门安装在教具固定位置处,将挡光片固定在传送带某一位置,当挡光片追随传送带经过光电门时,实验软件会同时记录下挡光片挡光时间及此时相对应的磨擦力大小,可防止因传送带不同位置的微小差异所带来的偏差检测磨擦力原理图2。
2相对运动速率的检测检测挡光片长度及记录其通过光电门的时间,按照速率公式金属铜板化学通报化学实验教学作者简介:潘冬炜(1991),男,硕士,主要研究方向为化学实验。通信作者:**安(1974),男,中级实验师,主要研究方向为化学实验与科技创新、低成本实验等。10mm轴承个;中心高39mm,外径10mm轴承座个;半径光轴5A开关电源个;高细分步进马达驱动器个;转轴半径6。步进马达个;中心东坑进马达支架个;宽度40mm,直径30mm,外径6。35mm衬套个;宽度40mm,直径30mm,外径10mm衬套质分别为聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯,规格为。6mm传送带条;螺母、螺帽、导线若干;水平硬铁片1。步进马达2。光电门4。水平硬铁片5。挡光片6。轴承座7。光轴8。轴承9。力传感10。支架)实物教具反面图11。基座12。减磨材料挡板13。传送带14。衬套15。步进马达支架用金属铜板作为教具装置的基座,并用台式车床在铜板上钻孔以固定支架及光电门等其他原件步进马达通过支架在基座上固定后,其转轴和一衬套相接构成主动轮另一衬套与一光轴相接构成从动轮,通过轴承及其基座固定在铜板上主动轮与从动轮之间用传送带联接为防止物体放到传送带上造成传送带向上凹坑使传送带运行时物块所受磨擦力方向不在水平线上,因此在传送带下边固定水平硬铁片,保证物块遭到水平方向的磨擦力采用刚性靠挡的方式来避免传送带的打滑,即在传送带长度方向一端设置减磨材料挡板(借助轴承座弄成)传送带装置由步进马达来推动,而步进马达的怠速则由步进马达运动控制器来控制借助高性能的细分驱动能精确控制速率的特性,步进马达采用高细分步进马达驱动器进行驱动,使步进马达怠速可在3~。
1常规实4。1。1演示最大静磨擦力与滑动磨擦力的关系把光电门和挡光片从教具装置中卸下,且刚开始时使细绳处于松驰状态,调节力传感窗口为“示波”显示,驱动步进马达,待传送带开始运动后停止步进马达的驱动启动绘图和估算工具,可得磨擦力随时间的变化图象(图中可看出,静磨擦力渐渐减小,并在物块相对传送带将要发生运动时出现峰值(0。560N),滑动过程中磨擦力基本不变(0。431N),最大静磨擦力略小于滑动摩数学通报化学实验教学4。1。2探究滑动磨擦力与正压力的关系把光电门和挡光片安装上,通过增减钩码数目改变物块的重力软件中定义“与钩码的总质量并输入相应值,输入公式“Fm=9。8*m”为正压力,输入公式“k=F1Fm”为滑动磨擦力与正压力的比值驱动步进马达,开始搜集数据结果(图),从数据结果中看出滑动磨擦力与正压力的比值(F1”,各数据点在座标系的排列呈线性特点,通过线性拟合得滑动磨擦力与正压力关系图(如图),所有数据点基本都在拟合线上,同样验证两者的反比关系滑动磨擦力与正压力的关系图4。1。3探究滑动磨擦力与接触面性质的关系通过更换不同材质的传送带进行实验,获得数据如表与接触面性质的关系材料聚乙烯0。
79380。400。5039聚氯乙烯0。79380。480。6047聚氨酯0。79380。540。6803中可看出,相同条件下聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯所对应的滑动磨擦力依次变大,即证明了滑动磨擦力大小与接触面性质有关4。2拓展实4。2。1探究滑动磨擦力与接触面积的关系实验通过改变块与传送带的接触面,从而使物块与传送带的接触面积有较大的变化为防止因传送带不同位置的微小差异所带来的偏差,联接物块与力传感的细线厚度应保持不变与接触面积的关系接触面底面15600。50侧面10400。49侧面6000。51中可以看出书本摩擦力实验原理,在接触面积有较大变化时,滑动磨擦力大小基本保持不变,因而说明滑动磨擦力大小与接触表面面积大小无关4。2。2探究滑动磨擦力与速率的关系实验通过在步进马达运动控制器里改变脉冲频所用到的挡光片长度ΔL=1。7cm,获得的数据结果和图象如图)可看出,滑动磨擦力大小基本保持不变,进而验证了在低速时,滑动磨擦力大小与相对运动速率无关数学通报化学实验教学斜视眼和近视眼的动因及矫治演示仪(山西生产建设兵团第一中学内蒙呼和浩特(收稿日期:介绍了远视眼和近视眼的动因及矫治演示仪的制做方式、使用方式及其优点在改进模拟实验、制作教具过程中,发觉水透镜只有是圆球时,能够在光屏上呈清晰的像关键词:自制支架球状水透镜原理明了现象显著作背景斜视眼和近视眼的矫治与中学生的生活息息相关,应用的数学知识比较多,而要解决这种问题,中学生必须了解耳朵的成像原理和调节作用,以及干眼症眼和近视眼的产生缘由由于巩膜的厚薄变化无法观察,所以中学生对这两个知识点的理解有较大难要突破这两个难点,通过模拟实验得到推论无疑是一个十分有效的途径要想实验成功,模拟巩膜厚薄变化是成功的关键特征本教具特征如下:材料易得,制做方式简单,可拆卸方便携带,而且操作容易,便捷班主任在有限的上课时间达到更高的课堂教学效率;本教具不仅可演示和探究中学课本上关于磨擦力的基本实验外,还可探究滑动磨擦力与接触面积和相对运动速率的关系;本教具借助步进马达匀速性好的特性,所得的实验数据偏差较小,与理论挺好地相吻结语本文借助自制磨擦力实验教具与结合将示数较小的磨擦力进行放大显示并实时地记录下其变化顿时,使中学生对静磨擦的规律和最大静磨擦力与滑动磨擦力的关系获得直观形象的动态体验书本摩擦力实验原理,突破了传统课堂演示实验中的难点;而且借助所提供的传感和软件包快速地对数据进行处理,让中学生经历探究影响滑动磨擦力诱因实验过程的同时,高效、准确地认识到滑动磨擦力的特研究磨擦力数学教学,2008探讨使用进行新教材磨擦力的实验理班主任,2007DIS探究影响滑动磨擦力的诱因理实验,2010化学教学,2011化学班主任,2004中国皮革,1996应用能源技术,2004数学通报化学实验教学