摩擦自鎖及自鎖解除的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法お

李欽琦 張雨坤

1引言

在中學(xué)物理學(xué)習(xí)中，自鎖是一個(gè)重要現(xiàn)象，具有廣泛應(yīng)用，了解自鎖的原理能加深對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí).但至今為止自鎖現(xiàn)象一直是高中物理較難真正掌握的內(nèi)容之一.為了加深學(xué)生對(duì)自鎖原理的理解，教師通常結(jié)合自然現(xiàn)象和生活常識(shí)來(lái)進(jìn)行解釋，比如電業(yè)工人攀爬電線桿時(shí)使用的登高鞋、管鉗等自鎖裝置；常年處于穩(wěn)定的自然界土坡，在降雨作用下突然失去穩(wěn)定等，都可以用自鎖及自鎖解除來(lái)分析等等.這些自然現(xiàn)象和生活常識(shí)對(duì)成人可能是較常見的，但對(duì)于一個(gè)中學(xué)生而言，由于生活經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的缺乏，感官上的灌輸還是難以使他們真正理解摩擦自鎖的含義.為此，發(fā)明了一種能在課堂上便于操作的摩擦自鎖及自鎖解除的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置.本文介紹了該實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造、原理及使用方法，供教學(xué)參考.

2實(shí)驗(yàn)裝置

自鎖及自鎖解除模型試驗(yàn)裝置主要組成部件如下（圖1）：

①一個(gè)底部帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸的有機(jī)玻璃底板，中間設(shè)置可移動(dòng)的有機(jī)玻璃滑塊；底板設(shè)置滑槽用于固定滑塊，沿滑槽設(shè)置刻度尺測(cè)量滑塊與斜板接觸點(diǎn)距轉(zhuǎn)動(dòng)軸的水平距離；

②可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸以任意旋轉(zhuǎn)的有機(jī)玻璃斜板；

③中間帶孔的圓柱形有機(jī)玻璃滑塊；

④與有機(jī)玻璃滑塊連接的可壓縮橡膠瓶.

3臨界自鎖角確定

圖2所示，滑塊靜止于斜板ab上，處于自鎖狀態(tài)（F

3.1不銹鋼臨界自鎖角確定

分別采用質(zhì)量為100 g，200 g以及500 g的不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行試驗(yàn).