一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于教学实验器材技术领域，具体为一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置。包括若干个不同表面粗糙度的大玻璃底板、若干个不同大小的小玻璃片、可切换不同大玻璃底板的底板旋转平台、放置不同大小的小玻璃片的玻片旋转平台、拉力计、针筒和底座；底座上设有一垂直立杆；底板旋转平台和玻片旋转平台以立杆为转轴水平转动；立杆顶部设有一根悬杆，拉力计通过一定滑轮悬挂于悬杆上；底座上设有能摆放针筒的支架。本发明专利技术提出的测量装置制作简单、测量方法易于掌握、测量结果符合理论预期，适合家用和科普实验；其可以简单、直观地应用于分析夹水层玻璃板分离的临界力，定量考察夹水层面积与厚度、玻璃表面粗糙度等对于该临界力的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置
本专利技术属于教学实验器材
，具体涉及一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置。
技术介绍
贴合在一起的两块干燥玻璃很容易被分离；然而如果平行玻璃之间夹有一层薄薄的水，拉开它们将变得十分困难。这一现象在生活中经常可以遇到。在初高中的物理教材中，也有诸如：“用水把两块平行的玻璃板之间的空气排开后，沿垂直玻璃板方向把它们分开，必须沿垂直玻璃板方向作用很大的力，这是由于______的作用，两块玻璃越大，分开它们时的作用力______”等例题。从20世纪80年代开始，人们开始研究固体片层之间存在的液体对固体表面产生显著粘附作用的问题。1985年，H.K.Christenson等人对分离浸泡于乙二醇中的两块光滑云母片所需拉力进行了测量，给出了该力学系统的分离函数。2007年，M.P.deBoer对液体与弹性硬质粗糙固体表面间的粘附力进行建模，探究了其与外界蒸汽压的关系，并选用多晶硅与水进行实验验证。2008年，P.Lambert等人通过能量方法与静力学方法分别对液体在固体表面约束下形成的凹液面形状进行研究，并证明了两种方法的等效性。对于本专利技术涉及的夹水层对小玻璃片层产生相互粘附的研究，其物理机制对于研究其他液体与固体的粘附效应具有参考价值。同时该常见现象的测量和分析可以设计成实验，应用于初高中、以及大学的基础物理课程中，激发实验者的探究和思维能力。本专利技术在这一研究和应用背景下，提出了一种夹水层平行玻璃分离的临界力简易测量装置及对应的测量方法，通过简易的测量装置和细致的测量操作，实现夹水层平行玻璃分离所需临界力较高准确度的测量。相比专业实验室测量中的高精度测量设备，该专利技术中涉及的测量装置可用日常生活中易于获取的部件加以实现，测量步骤可以由一人独立或两人配合完成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成度高，便于搬移，操作简便的用于课堂教学实验的夹水层玻璃分离的临界力的测量装置。本专利技术所提供的夹水层玻璃分离的临界力的测量装置，包括若干个不同表面粗糙度的大玻璃底板1、若干个不同大小的小玻璃片2、可切换不同表面粗糙度的大玻璃底板1的底板旋转平台3、放置不同大小小玻璃片2的玻片旋转平台4、拉力计5、针筒6和底座7；所述底座7为一平面平台，底座7上设有一个垂直底座7的圆柱形的立杆8；所述底板旋转平台3和玻片旋转平台4上均设有转孔，玻片旋转平台4和底板旋转平台3通过转孔套在立杆8上，且玻片旋转平台4在底板旋转平台3之上；底板旋转平台3限位于立杆8底部，即在底座7上且不能上移；玻片旋转平台4限位于立杆8中部；底板旋转平台3和玻片旋转平台4以立杆8为转轴水平转动；所述大玻璃底板1固定设置于底板旋转平台3中；所述小玻璃片2中心位置设有固定连接的挂环9，摆放于玻片旋转平台4中；所述立杆8顶部水平设有一根悬杆10，悬杆10上固定设有一定滑轮11，拉力计5通过悬挂绳挂在定滑轮11上；通过拉动悬挂绳，控制拉力计5上下移动；所述大玻璃底板1中心能通过旋转底板旋转平台3，而和拉力计5的挂钩中心调整于一条垂直线上；所述底座7上设有能摆放针筒6的支架。本专利技术中，所述底板旋转平台3为一个大圆盘，转孔设置在圆心，若干不同表面粗糙度的大玻璃底板1围绕转孔排列，固定在底板旋转平台3上。本专利技术中，所述玻片旋转平台4由若干个上下叠放的小圆盘组成，转孔设置于每个小圆盘靠近边缘位置；小圆盘上设有凹台，不同大小规格的小玻璃片2放置于不同的小圆盘的凹台内；每一个小圆盘可以单独围绕立杆8旋转。本专利技术中，所述底板旋转平台3为两个通过连杆连接的圆盘，转孔设置于连杆中心位置；两种不同表面粗糙度的大玻璃底板1分别固定在圆盘上。本专利技术中，所述玻片旋转平台4由四个玻片放置板通过十字连杆连接而成，转孔设置于十字连杆的杆交叉中心，四种不同大小规格的小玻璃片2分别放置于玻片放置板上。本专利技术中，所述支架为C型卡箍，软质材料，C型开口朝上，底部同底座7固定连接。针筒6不使用时，利用软质材料可变形性，从C型开口处压入，由此被卡箍卡住固定。本专利技术中，所述针筒6设置于支架中，且针筒6的针头位于大玻璃底板1上方。由此无需将针筒6从支架中拿出，直接推针筒的芯杆，即可将水滴注到大玻璃底板1上。本专利技术中，所述底座7上还设有储水盒12。便于针筒取水用。本专利技术提出的测量装置制作简单、测量方法易于掌握、测量结果符合理论预期，适合家用和科普实验。本专利技术可以简单、直观地应用于分析夹水层平行玻璃板分离的临界力，定量考察夹水层面积与厚度、玻璃表面状况等对于该临界力的影响。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构简图。图2为本专利技术实施例2的结构简图。图3为测量数据分析图。图中标号：1为大玻璃底板1，2为小玻璃片，3为底板旋转平台，4为玻片旋转平台，5为拉力计，6为针筒，7为底座，8为立杆，9为挂环，10为悬杆，11为定滑轮，12为储水盒，13为限位块，14为限位装置。具体实施方式实施例1本专利技术包括大玻璃底板1、小玻璃片2、底板旋转平台3、玻片旋转平台4、拉力计5、针筒6和底座7；所述底座7为一水平放置的平面平台，塑料材质，底座7中心位置设有一个垂直底座7的圆柱形的立杆8。所述底板旋转平台3为一个塑料材质的大圆盘，直径小于底座的长和宽，转孔设置在圆心，3块不同表面粗糙度的大玻璃底板1围绕转孔排列，通过强力胶固定粘在在底板旋转平台3上。所述底板旋转平台3通过转孔套在立杆8上，且玻片旋转平台4在底板旋转平台3之上；底板旋转平台3限位于立杆8底部，即在底座7上且不能上移；限位装置14为套在立杆8上的一个圆环，且在底板旋转平台3的转孔上方，贴住底板旋转平台3；圆环侧壁设有横向螺纹通孔，设有横向的固定螺丝；固定螺丝拧紧后，螺丝顶住立杆8，固定住限位装置14，同时限制了底板旋转平台3不能上移。所述玻片旋转平台4由四个上下叠放的小圆盘组成，转孔设置于每个小圆盘靠近边缘位置，每一个小圆盘可以单独围绕立杆8旋转，小圆盘上设有凹台。所述小玻璃片2有四种不同面积大小规格，每个小玻璃片2中心位置通过强力胶同挂环9固定粘接，小玻璃片2摆放于小圆盘凹台中。所述挂环9包括一个方形平板作为粘合面和一个同粘合面连接的钩环，且钩环能垂直立于粘合面，也能转动平躺在粘合面上；以此减小挂环9整体高度。小圆盘有一定厚度，内凹台深度大于钩环平躺状态下的挂环9整体高度。这样旋转玻片旋转平台4时候可以减少干涉，使玻片旋转平台4结构紧凑。所述玻片旋转平台4的小圆盘限位于立杆8中部；在小圆盘下方立杆8上设有限位装置14，限位装置14结构同底板旋转平台3的限位装置14。小圆盘的数量可以根据实验所需小玻璃片2数量增加而增加，叠放在立杆8上。所述立杆8顶部水平固定设有一根悬杆10，定滑轮11设置于悬杆10上，悬挂绳穿过定滑轮11，一端同拉力计5连接，另一端由操作人拉动，以此控制拉力计5上下移动；在定滑轮11靠操作人拉动的一端的悬挂绳上，设有一个限位块13，限位块13尺寸大于定滑轮11的滑轮与滑轮支架之间间隙，由此保证悬挂绳不会从定滑轮11中脱落。同时限位块13在悬挂绳上的位置设定，要保证拉力计5的挂钩能触碰到底板旋转平台3。所述大玻璃底板1中心能通过旋转底板旋转平台3，而和拉力计5的挂钩中心调整于一条垂直线上；所述底座7上设能摆放针筒6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置，其特征在于，包括若干个不同表面粗糙度的大玻璃底板（1）、若干个不同大小的小玻璃片（2）、可切换不同表面粗糙度的大玻璃底板（1）的底板旋转平台（3）、放置不同大小的小玻璃片（2）的玻片旋转平台（4）、拉力计（5）、针筒（6）和底座（7）；所述底座（7）为一平面平台，底座（7）上设有一个垂直底座（7）的圆柱形的立杆（8）；所述底板旋转平台（3）和玻片旋转平台（4）上均设有转孔，玻片旋转平台（4）和底板旋转平台（3）通过转孔套在立杆（8）上，且玻片旋转平台（4）在底板旋转平台（3）之上；底板旋转平台（3）限位于立杆（8）底部，即在底座（7）上且不能上移；玻片旋转平台（4）限位于立杆（8）中部；底板旋转平台（3）和玻片旋转平台（4）以立杆（8）为转轴水平转动；所述大玻璃底板（1）固定设置于底板旋转平台（3）中；所述小玻璃片（2）中心位置设有固定连接的挂环（9），摆放于玻片旋转平台（4）中；所述立杆（8）顶部水平设有一根悬杆（10），悬杆（10）上固定设有一定滑轮（11），拉力计（5）通过悬挂绳挂在定滑轮（11）上；通过拉动悬挂绳，控制拉力计（5）上下移动；所述大玻璃底板（1）能通过旋转底板旋转平台（3），而位于拉力计（5）下方；所述底座（7）上设有能摆放针筒（6）的支架。...

【技术特征摘要】
1.一种夹水层玻璃分离的临界力的测量装置，其特征在于，包括若干个不同表面粗糙度的大玻璃底板（1）、若干个不同大小的小玻璃片（2）、可切换不同表面粗糙度的大玻璃底板（1）的底板旋转平台（3）、放置不同大小的小玻璃片（2）的玻片旋转平台（4）、拉力计（5）、针筒（6）和底座（7）；所述底座（7）为一平面平台，底座（7）上设有一个垂直底座（7）的圆柱形的立杆（8）；所述底板旋转平台（3）和玻片旋转平台（4）上均设有转孔，玻片旋转平台（4）和底板旋转平台（3）通过转孔套在立杆（8）上，且玻片旋转平台（4）在底板旋转平台（3）之上；底板旋转平台（3）限位于立杆（8）底部，即在底座（7）上且不能上移；玻片旋转平台（4）限位于立杆（8）中部；底板旋转平台（3）和玻片旋转平台（4）以立杆（8）为转轴水平转动；所述大玻璃底板（1）固定设置于底板旋转平台（3）中；所述小玻璃片（2）中心位置设有固定连接的挂环（9），摆放于玻片旋转平台（4）中；所述立杆（8）顶部水平设有一根悬杆（10），悬杆（10）上固定设有一定滑轮（11），拉力计（5）通过悬挂绳挂在定滑轮（11）上；通过拉动悬挂绳，控制拉力计（5）上下移动；所述大玻璃底板（1）能通过旋转底板旋转平台（3），而位于拉力计（5）下方；所述底座（7）上设有能摆放针筒（6）的支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：任致辰，
申请(专利权)人：任致辰，
类型：发明
国别省市：上海,31