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申请/专利权人：齐齐哈尔大学

摘要：一种拔河比赛中绳的摩擦问题及拔河的演示方法，主要包括不动凹柱面槽，动凹柱面槽，柱状绳，弹性绳或者弹簧，牵引丝，刻度板，标记节，牵引导向环，弹性绳或者弹簧水平导向槽，导向杆，动凹柱面槽导向环，重物和水平桌面构成，其特征是：不动凹柱面槽和动凹柱面槽均是相同大小的凹柱面槽，所述动凹柱面槽的侧向凌边分别固定相同的用于动凹柱面槽上下运动的导向环，所述柱状绳是麻绳制成的绳子截取一段，根据绳与凹面槽表面接触的时间，获得绳子最大静摩擦系数与接触时间的关系，为此设计了拔河演示装置，装置制造成本低、制作极其简易，效果明显，有效解决拔河中的手握绳的技术与方法。

主权项：1.一种拔河比赛中绳的摩擦问题及拔河的演示方法，主要包括不动凹柱面槽，动凹柱面槽，柱状绳，弹性绳或者弹簧，牵引丝，刻度板，标记节，牵引导向环，弹性绳或者弹簧水平导向槽，导向杆，动凹柱面槽导向环，重物和水平桌面构成，其特征是：不动凹柱面槽和动凹柱面槽均是同一材料制成相同大小的凹柱面槽，由不动凹柱面槽和动凹柱面槽构成柱状绳的摩擦装置，所述不动凹柱面槽和动凹柱面槽的凹柱面槽内表面均匀粘贴固定仿造皮肤材料或者是真皮，不动凹柱面槽固定在水平桌面上，所述动凹柱面槽的侧向凌边分别固定相同的用于动凹柱面槽上下运动的导向环，也就是动凹柱面槽导向环，不动凹柱面槽的侧向凌边分别固定相同的均质光滑的柱状导向杆，导向杆的外径刚好与动凹柱面槽导向环的内径匹配，所述导向杆彼此竖直平行；所述柱状绳是麻绳制成的绳子截取一段，在柱状绳的一端中心处与弹性绳或者弹簧的一端固定，弹性绳或者弹簧的另一端与牵引丝连接固定形成标记节，牵引丝穿过牵引导向环，牵引导向环固定在竖直杆上，所述竖直杆固定在水平桌面上，牵引丝与弹性绳或者弹簧和柱状绳的中轴线重合，所述刻度板为长方形硬质板上刻有坐标刻度，刻度板竖直平行于柱状绳的中轴线并固定在水平桌面上；所述弹性绳或者弹簧水平导向槽为光滑凹槽，凹槽的方向与柱状绳的中轴线、刻度板平行，且固定在水平桌面上的立柱上端，所述立柱固定在水平桌面上，弹性绳或者弹簧水平导向槽能够确保弹性绳或者弹簧处于水平状态；所述不动凹柱面槽和动凹柱面槽的凹柱面槽与柱状绳相匹配，凹柱面槽的柱面母线与柱状绳的柱面母线平行，柱状绳放置在不动凹柱面槽和动凹柱面槽之间后，不动凹柱面槽和动凹柱面槽的凹柱面之间保持一定的间隙，且在加重物和砝码后不能接触，不影响凹柱面对绳子施加的压力；实验演示准备，柱状绳放入不动凹柱面槽中，然后将动凹柱面槽的动凹柱面槽导向环穿入不动凹柱面槽上的柱状导向杆，把重物放置在动凹柱面槽的上部，重物和动凹柱面槽质量事先分别量出，把弹性绳或者弹簧一端与柱状绳的一端固定，另一端与牵引丝固定，拉牵引丝使得弹性绳或者弹簧在弹性绳或者弹簧水平导向槽的光滑凹槽上处于水平自然状态，在刻度板上标注标记节对应位置，演示测量如下内容：实验1，在重物和动凹柱面槽质量保持不变的情况下，在动凹柱面槽与柱状绳接触时间分别为t＝1秒，2秒，3秒，4秒，5秒，6秒，7秒，8秒，9秒，10秒，20秒，30秒，60秒时，分别在拉牵引丝在柱状绳刚要滑动时，在刻度板上标注标记节对应的位置；在电脑通过数据拟合处理，给出最大静摩擦系数μ与接触时间t关系；实验2，在动凹柱面槽质量及在动凹柱面槽上面重物不变的情况下，依次在动凹柱面槽上加砝码，在动凹柱面槽与柱状绳接触时间不变时，每增加一次砝码，分别在拉牵引丝在柱状绳刚要滑动时，在刻度板上标注标记节对应的位置；在电脑通过数据拟合处理，给出最大静摩擦力或最大静摩擦系数μ与压力增加的关系；拔河演示装置，主要包括滑动齿条，滑动齿条导向管，驱动齿轮，手摇驱动柄，柱状绳的摩擦装置a，柱状绳的摩擦装置b，柱状绳，其特征：柱状绳的摩擦装置a和柱状绳的摩擦装置b均是动凹柱面槽通过动凹柱面槽导向环与不动凹柱面槽组合在一起的相同装置，柱状绳被夹在摩擦装置a和摩擦装置b中，柱状绳的摩擦装置a和摩擦装置b分别固定在两个滑动齿条上，两个滑动齿条在同一水平面平行分别穿过与之匹配内表面光滑的4个滑动齿条导向管，滑动齿条导向管固定在水平桌面上处于等高；驱动齿轮的中心转轴垂直固定在水平桌面上，手摇驱动柄固定在驱动齿轮上，在两个滑动齿条之间的水平桌面上固定与之匹配的驱动齿轮，驱动齿轮驱动两个滑动齿条平行相向运动，进而驱动柱状绳的摩擦装置a和柱状绳的摩擦装置b运动；当手摇驱动柄逆时针旋转，驱动齿轮也随之逆时针旋转，进而驱动柱状绳的摩擦装置a和柱状绳的摩擦装置b做相对同步远离运动；演示实验如下：将柱状绳拉直分别放在柱状绳的摩擦装置a和柱状绳的摩擦装置b的不动凹柱面槽内，再将动凹柱面槽由动凹柱面槽导向环穿过导向杆压在柱状绳上，然后放置重物；控制摩擦装置a和摩擦装置b与柱状绳的接触时间观察对柱状绳摩擦力的影响；1在柱状绳的摩擦装置a和摩擦装置b上重物相同时，柱状绳的摩擦装置a和摩擦装置b上动的凹柱面槽上移不接触柱状绳，当摩擦装置a上动的凹柱面槽放下Δt秒后，再将摩擦装置b上动的凹柱面槽放下Δt1秒后，手摇驱动柄逆时针旋转，驱动齿轮也随之逆时针旋转，进而驱动摩擦装置a和摩擦装置b做相对同步远离运动，观察柱状绳位置标识杆相对刻度板位置变动；2在柱状绳的摩擦装置a和摩擦装置b上重物不相同时，重复上面1实验过程，观察柱状绳位置标识杆相对刻度板位置变动。

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