第三单元摩擦与重心.ppt

摩擦角表示全反力能够生成的范围，若物体与支承面的摩擦系数在各个方向均相同，则这一个范围空间就形成一个锥体。 称为“摩擦锥”。 FR F ’R 摩擦锥 N m F F = max tan j Fmax FN FR φm F F = N N s s = （3）摩擦角φm 与摩擦系数　的关系 s m m j = tan 主动力的合力FR’与法向的夹角α小于或等于摩擦角φm α （4）自锁条件 FR Fmax FK FN φm G 法向 FR’ 自锁条件： 【例题】物体重量为G，放在斜面上，斜面倾斜 角度为β，物体的摩擦角φm，问：物体自锁 的条件是什么？ ３）由几何关系可知 ４）斜面上物体的自锁条件 β G α 解：1）主动力的合力是G 2）由自锁条件得出 α = β 法向 为什么螺旋千斤顶在被升起的重物重量作用下，不会自动下降。 要使自动卸货汽车的翻斗内的货物倾卸干净，车身上抬起的角度应多大？ 下列条件下，物体在斜面上是下滑还是静止？ （1）斜面倾角是10o 摩擦角是8o （2）斜面倾角是5o 摩擦角是10o 练习 　一、下列条件下，物体在斜面上是下滑 还是静止？ （1）斜面倾角是10o 摩擦角是8o （2）斜面倾角是5o 摩擦角是10o 答案（1）物体下滑 （2）物体自锁（不动） 摩擦因数μ S 【例题】已知摩擦角 试根据自锁条件 求水平推力FP 解:（1）物体不下（上）滑时受力图 G FPmin FN1 α α FR F 1max FPmin G FR 不下滑 G FPmax FN2 α F2max α FR2 FR2 G FPmax 不上滑 （2）根据平衡力三角形关系得到 不下滑： 不上滑： 将 展开得 综合知识模块二 重 心 重心的概念 物体的重力就是地球对物体的引力，若把物体想像分割成无数微小部分，则物体上每个微小部分都受着地球引力的作用。这些引力组成的力系是一个空间汇交力系（交于地球的中心）。 空间汇交力系 由于物体的尺寸与地球的半径相比小得多，因此可近似地认为这个力系是一个空间平行力系，此平行力系的合力W我们称为物体的重力。 重力 平行力的合力总是通过物体内的一个确定点(平行力系)的中心，这个点就叫做物体的重心. 重心 * * 第三单元 摩擦与重心 学习目标 通过本单元的学习，了解有关摩擦的基本理论，分析具有摩擦平衡问题的解题思路、方法、步骤，介绍摩擦角和自锁现象。同时，了解重心的概念，建立重心坐标的一般公式，用不同的方法确定物体的重心。 综合知识模块一 摩 擦 工程中的摩擦现象 制动器靠摩擦制动 车床的卡盘靠摩擦夹固工件 皮带靠摩擦传递运动 据统计，目前在能源使用中有一半以上是用于克服各类摩擦，约80%的机械因磨损而失效。 摩擦对机械不利方面： 1、多余的阻力，从而消耗了能量。 2、使机件发热磨损，降低机件的精度 和效率，缩短了机件的寿命。 摩擦分类 按两接触物体间是否发生相对运动分： 靜摩擦、动摩擦 按照物体相对运动情况分： 滑动摩擦、滚动摩擦 按接触面间是否有润滑分： 干摩擦、湿摩擦 在生活和工程实际中，有哪些摩擦现象？ 滑动摩擦 1、滑动摩擦 两相互接触物体间作相对运动或有相对滑动趋势时的摩擦，称为滑动摩擦。 滑动摩擦分为静滑动摩擦和动滑动摩擦。 静滑动摩擦是两相互接触物体之间具有相对滑动趋势时的摩擦，简称静摩擦。 实验 G 当砝码重量较小时，作用在物体的力FT较小时，这个物体并不滑动，这是因为接触面还存在着一个阻止物体滑动的F力。F力称静滑动摩擦力（简称静摩擦力），它的方向与两物体间相对滑动趋势的方向相反，大小可根据平衡关系得出： 逐渐增加砝码重量，即增大力FT，在一定范围内物体仍保持平衡，这表明在此范围内摩擦力随着FT力的增大而不断增大。但是，进一步的实验证明，摩擦力不能随力FT无限增大。当力FT增大到某个值时，物体处于将动而未动的临界平衡状态，这时摩擦力达到最大静摩擦力，以Fmax表示。 实验 G 2、静滑动摩擦定律 最大静摩擦力的大小与法向反力成正比。 称为静滑动摩擦因数（简称静摩擦因数），其大小与接触物体的材料、接触面的粗糙程度、温度、湿度等情况有关，而与接触面积的大小无关。一般材料值可在机械工程手册中查到。 接触面给物体的法向力。 0.07~0.15 0.2~0.5 0.1 0.4~0.