一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置，屬于物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

自行車，又稱腳踏車或單車，其結(jié)構(gòu)包括車把、踏板、兩個(gè)大小相同的前輪100、后輪200及把兩個(gè)前輪100及后輪200連在一起的鏈條，如圖1所示，后輪200是主動(dòng)輪，前輪100是從動(dòng)輪。

人騎上自行車后，當(dāng)人用腳蹬車時(shí)，與踏板連接的轉(zhuǎn)軸在通過鏈條帶動(dòng)后輪200轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，后輪200面對(duì)地面有個(gè)向后的靜摩擦力，即自行車的后輪相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，地面也會(huì)對(duì)后輪200有一個(gè)向前的靜摩擦力，這個(gè)力就是車前進(jìn)的動(dòng)力；前輪100是從動(dòng)輪，它所以能向后轉(zhuǎn)，正是由于受到了向后的摩擦力。具體地說，后輪200受到的摩擦力是向前的，自行車前輪100受到的摩擦力是向后的，如圖1所示。因此自行車以腳踩踏板為動(dòng)力，帶動(dòng)前、后車輪進(jìn)行滾動(dòng)行進(jìn)。而當(dāng)人不用力蹬車前進(jìn)時(shí)，車是靠慣性前進(jìn)的，這時(shí)，前、后輪受到的摩擦力都是向后的。

只是上述的解釋方法，對(duì)于物理認(rèn)識(shí)還比較初淺的學(xué)生來說，沒有直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，缺少親身體驗(yàn)，難以直觀判斷該摩擦力的方向，要突破這一難點(diǎn)的最好方法就是通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，依據(jù)自行車的運(yùn)動(dòng)原理模擬演示實(shí)驗(yàn)，從而獲得親身體驗(yàn)，加深理解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述情況，本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置可以依據(jù)自行車的運(yùn)動(dòng)原理模擬演示實(shí)驗(yàn)，從而更好地理解自行車摩擦力方向，并加深理解。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括承載板、前輪、后輪、齒條、齒輪、主動(dòng)軸及從動(dòng)軸，所述承載板上設(shè)有齒條支撐部，所述齒條固定在齒條支撐部上，所述齒條與所述齒輪相嚙合，所述主動(dòng)軸和從動(dòng)軸在同一水平面上平行設(shè)置并與齒條相垂直，所述齒輪安裝在主動(dòng)軸的中部，所述主動(dòng)軸一端固定在后輪上，其另一端形成操作端；所述前輪和后輪與承載板之間均保持垂直狀態(tài)，所述從動(dòng)軸一端固定在前輪上，所述主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均安設(shè)在一連接件上，且可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述前輪和后輪的外部圓周邊均布有毛刷，所述前輪和后輪與承載板之間留有空隙。

優(yōu)選地，所述連接件為中空的細(xì)長形結(jié)構(gòu)，所述齒條置于所述連接件內(nèi)部，所述齒條一端伸出連接件，且所述連接件相對(duì)于所述齒條發(fā)生移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述連接件下部設(shè)有細(xì)長槽的導(dǎo)軌，所述齒條置于連接件細(xì)長槽的導(dǎo)軌內(nèi)，且齒條在細(xì)長槽的導(dǎo)軌內(nèi)移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述連接件內(nèi)側(cè)沿長度方向分布有三個(gè)小滑輪，且所述三個(gè)小滑輪在同一水平面上，所述三個(gè)小滑輪置于齒條下方以支持齒條。

優(yōu)選地，所述從動(dòng)軸的另一端設(shè)有平衡塊。

優(yōu)選地，所述主動(dòng)軸穿過連接件，并在主動(dòng)軸上套設(shè)有固定套，所述固定套固定在連接件上。

優(yōu)選地，所述主動(dòng)軸的操作端設(shè)有便于手搖動(dòng)的手握部。

優(yōu)選地，所述連接件的上方設(shè)有開口槽。

優(yōu)選地，所述齒條支撐部為均布的三個(gè)立桿，且三個(gè)立桿在同一直線上，并都固定在承載板上。

優(yōu)選地，所述前輪和后輪的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一直線上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型通過把后輪和前輪分別安裝在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，使主動(dòng)軸帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過連接件進(jìn)而帶動(dòng)前輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過前輪和后輪周邊上的毛刷的方向可以直觀觀察摩擦力的方向，從而更好地理解自行車摩擦力方向，獲得親身體驗(yàn)，加深理解，且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1為自行車摩擦力方向顯示結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置后輪及前輪移動(dòng)一段距離后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型去除連接件上部及后輪、前輪后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)說明：1-承載板；2-連接件；3-前輪；4-后輪；5-齒條；6-齒輪；7-主動(dòng)軸；8-從動(dòng)軸；9-操作端；10-齒條支撐部；11-平衡塊；12-固定套；13-毛刷；14-小滑輪；15-開口槽。

具體實(shí)施方式：

為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。

如圖2所示，本實(shí)用新型一種自行車摩擦力方向演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括承載板1、連接件2、前輪3、后輪4、齒條5、齒輪6、主動(dòng)軸7及從動(dòng)軸8。

所述承載板1為平面結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)可以采用木板、膠合板、塑料板或者其他材質(zhì)，其尺寸可以做得略小，做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可以把承載板1水平放置在桌面上，或者拿起來用手托平，以便學(xué)生觀察演示效果。

所述承載板1上設(shè)有齒條支撐部10，所述齒條支撐部10為均布的三個(gè)立桿，且三個(gè)立桿在同一直線上，且高度一致，所述三個(gè)立桿都固定在承載板1上，所述齒條支撐部10的材質(zhì)可以采用木板、塑料或者是其他材質(zhì)。

所述齒條5固定在齒條支撐部10上，從而使齒條支撐部10對(duì)齒條5起支撐作用，即齒條支撐部10與齒條5的位置固定。

如圖3所示，在齒條支撐部10上方安設(shè)有連接件2，所述連接件2為中空的細(xì)長形結(jié)構(gòu)，所述連接件2下部設(shè)有細(xì)長槽的導(dǎo)軌，所述齒條5置于連接件細(xì)長槽的導(dǎo)軌內(nèi)，所述齒條5一端從連接件2內(nèi)伸出，且齒條5在細(xì)長槽的導(dǎo)軌內(nèi)移動(dòng)，即連接件2相對(duì)于齒條5可以發(fā)生移動(dòng)。具體地說，所述齒條5為固定結(jié)構(gòu)，連接件2與前輪3及后輪4一起移動(dòng)，從而使連接件2與齒條5發(fā)生移動(dòng)。

所述連接件2的上方設(shè)有開口槽15，該開口槽15可以在連接件2的上面部份開口，也可以在連接件2的上面全部為開口結(jié)構(gòu)，即連接件2的上面為開口部，從而可以觀察齒條5和齒輪6的工作狀態(tài)，如圖4所示。

所述主動(dòng)軸7和從動(dòng)軸8均安設(shè)在連接件2上，且可轉(zhuǎn)動(dòng)，具體地說，通過連接件2限制了主動(dòng)軸7和從動(dòng)軸8在其他方向的移動(dòng)，使主動(dòng)軸7和從動(dòng)軸8只能做轉(zhuǎn)動(dòng)。所述主動(dòng)軸7和從動(dòng)軸8在同一水平面上平行設(shè)置并與齒條5相垂直，所述齒輪6安裝在主動(dòng)軸7的中部，所述齒條5與所述齒輪6相互嚙合。所述齒輪6固定在主動(dòng)軸7上，如圖6所示。

所述主動(dòng)軸7一端固定在后輪4上，其另一端形成操作端9，所述后輪4與承載板1之間保持垂直狀態(tài)；所述操作端9設(shè)有便于手搖動(dòng)的手握部，以方便用手搖動(dòng)，從而使主動(dòng)軸7進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該手握部可以為L形結(jié)構(gòu)，或者為之字型，或者為其他結(jié)構(gòu)，只要方便用手搖動(dòng)即可。

所述主動(dòng)軸7上套設(shè)有固定套12，該固定套12固定在連接件2上，從而使主動(dòng)軸7只能轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)在其他方向上發(fā)生移動(dòng)，如圖5所示。

所述從動(dòng)軸8一端固定在前輪3上，另一端設(shè)有平衡塊11，所述平衡塊11可以套設(shè)在從動(dòng)軸8上進(jìn)行定位。從而使所述前輪3與承載板1之間保持垂直狀態(tài)。

所述前輪3和后輪4的外部圓周邊均布有毛刷13，所述前輪3和后輪4與承載板1之間留有空隙。所述前輪3和后輪4的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一直線上。前輪3和后輪4運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過觀察毛刷13方向可以直接觀察摩擦力的方向。

所述連接件2內(nèi)側(cè)沿長度方向分布有三個(gè)小滑輪14，且所述三個(gè)小滑輪14在同一水平面上，所述三個(gè)小滑輪14置于齒條5下方，起到支承齒條5的作用，從而使齒條5在一個(gè)平面上。

本實(shí)用新型工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)軸7，從而使齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條5工作，同時(shí)，主動(dòng)軸7帶動(dòng)后輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒條5固定，從而使后輪4、前輪3、連接件2一起發(fā)生移動(dòng)，由于在前輪3及后輪4上均設(shè)有的毛刷13，使前輪3及后輪4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其摩擦力方向可以從毛刷13的方向進(jìn)行觀察。

以上所述，僅為本實(shí)用新型說明書描述之實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)說明與圖式，用于例證而非限制，但本實(shí)用新型的特征并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然理解，本實(shí)用新型的所有范圍應(yīng)以其權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)，在不背離所附權(quán)利要求書所界定的發(fā)明精神和發(fā)明范圍的前提下，凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神與其類似變化而實(shí)施的其它實(shí)施例，皆應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范疇之中。