【器材】
木桶(或铁皮桶),砂子,一端安有圆木板、另一端削尖的木桩,重物(砖块或石块),铁管(外径约4厘米,长约30厘米),铁箍(内径4厘米),木支架,一端安有圆木盘的圆木棒(外径略小于4厘米),牛皮纸,细绳。
【操作】
(1)在木桶内装满砂子,稍稍压紧砂子,用色粉笔在木桩上标上桶深的记号。
(2)把木柱的尖端用力插入桶内细砂中,使棒上的标记离桶口十多厘米处时不再下插,在木桩上端的圆木板上堆放重物,可看到木桩仍在原高度,并未产生明显的下沉现象。
(3)在铁管上套上铁箍并使之固定,将铁管插入木支架的圆孔中,(圆孔大小恰好能使铁管插入而把铁箍卡住),使铁管下端离地5~10厘米。
(4)在铁管下端扎上牛皮纸蒙住管口,向管中倒入约10厘米深的砂子,将带有圆木盘的木棒插入铁管,并压着圆盘来回转动几下,把砂子压紧些,然后再在木盘上压重物,甚至坐上一二个人,铁管下端的牛皮纸仍不会被压破。
实验表明,紧压的砂子与木棒、与铁管内壁间产生的巨大摩擦力支承了重物。
【注意事项】
所用铁管的内壁粗糙一些为好。如果没有合适的金属管,可用壁较厚实的中间打通的竹管代替(其内壁最好用刀刻划得粗糙一些),利用竹节的凸出部分卡在支架的圆孔中,管外箍几匝铁丝予以加固。
【备注】
摩擦桩和一纸托千斤实验很容易引起学生的兴趣,这两个实验不但能说明摩擦力与压力之间的关系,还能演示巨大摩擦力作用的效果。
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