08(N-37)摩擦.ppt

分析: * 第5章 摩擦 §5-1. 滑动摩擦 内 容 提 要 §5-2.考虑摩擦时的物体平衡问题 §5-3.滚动摩阻的概念 一、库伦摩擦定律 摩擦是机械运动中一种普遍的现象。 ( 1 ) 滑动摩擦：两个物体接触面作相对滑动或具有相对滑动趋势时的摩擦。 动滑动摩擦----具有相对滑动. （不讲） 静滑动摩擦----具有相对滑动趋势. 1、摩擦现象 本章只介绍干摩擦（库伦摩擦） §5-1. 滑动摩擦 ( 2 ) 滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时的摩擦。 2、滑动摩擦力 当两个相互接触的物体有相对滑动或有相对滑动趋势时，彼此间存在着阻碍滑动的机械作用，这种机械作用称为滑动摩擦力。 A G FT 重量为 G 的物体放在粗糙的固定水平面上，受到一个水平拉力 FT 的作用。 A G FT FN F F 称为静滑动摩擦力（ 静摩擦力 ） 静摩擦力 的大小由平衡条件确定，并随主动力的变化 而变化，方向与物体相对滑动趋势的方向相反。 静滑动摩擦定律 当力 FT 增加到某个数值时，物体处于将滑动而未滑动的临界状态。此时静摩擦力达到最大值 Fmax 。 A G FT Ff FN Fmax 称为最大静摩擦力 A G FT Ff FN 静摩擦定律（库伦摩擦定律）： 最大的摩擦力 Fmax 的大小与接触面上法向反力FN 的大小成正比。 fS 称为 静摩擦因数 动滑动摩擦力： fd 称为 动摩擦因数 二、摩擦角与自锁现象 P T Ff 法向反力FN和静摩擦力Ff 的合力FR 称为支承面对物体作用的约束全反力. FN FR 摩擦角是静摩擦力达到最大值时,全反力与支承面法线的夹角. :摩擦角 1、摩擦角 P T Ffmax FN FR 摩擦角是静摩擦力达到最大值时,全反力与支承面法线的夹角. 2、自锁现象 FN T FR Ffmax P (1) FRa与FR不可能共线，此时 两力不符合二力平衡条件, 物体将发生滑动。 FRa FR FRa α (2) FRa与FR可能共线，物体将会处于平衡状态。 FRa FR 只要物体所受的主动力合力 FRa 的作用线在摩擦角的范围之内,即? ?m时,物体仅依靠摩擦总能静止而与主动力大小无关的现象,称为自锁. (3) ? = ?m G N Ffmax FR α α ?m 物体处于临界平衡状态 考虑摩擦的平衡问题的解题 原则与不考虑摩擦的平衡问题基本相似，但应注意以下几点； (1) 摩擦力的大小可由平衡条件确定。 （2）当物体处于 临界平衡时，摩擦力应达到最大值 fs·FN ( Fmax )，摩擦力的方向恒与相对滑动趋势的方向相反。通常不能假设。 （3）摩擦力的大小可在一定范围内变化，所以解答用 不等式表示称为平衡范围。 §5-2.考虑摩擦时的物体平衡问题 例题1：重 P 的物块置于斜面上，已知物块与斜面之间的 静摩擦因数 fs ，试问 ： （1）斜面的倾角 ? 增大到多少时，物块下滑? （3）欲使物块沿斜面向上滑动，须在物块沿斜面至少施加 多大的力 F2 ？ （2）在 ? ?1 的情况下，须在物块上沿斜面至少施加多大 的力F1 才能使物块下滑？ y x P ?1 ?1 F FN （1）斜面的倾角 ? 增大到多少时，物块下滑? y x P ? ? F FN （2）在 ? ?1 的情况下，须在物块上沿斜面至少施加多大 的力 F1 才能使物块下滑？ F1 y x P ? ? F FN F1 物块有下滑趋势 物块下滑 极限平衡状态 y x P ? ? F FN F2 （3）欲使物块沿斜面向上滑动，须在物块沿斜面至少施加 多大的力 F2 ？ y x P ? ? F FN F2 物块上滑 求： 使系统保持平衡的力 的值. 不计自重的 块间的 已知： 其它接触处光滑； 力 角 ， 静摩擦系数为 ， 例题2： 解： 取整体 楔块 向右运动， 设力 小于 时， 取楔块 ， 或用三角公式，注意 ， 有 则 设力 大于 时， 楔块 向左运动， 取楔块 ， 例题4. 在维修某房屋时重W的工人登上长为 l 倾角为?的梯子AB . 梯子的下端A搁在水平地上,上端B靠在铅直墙上.设地面和墙与梯子间的摩擦角分别为 (?m)A和 (?m)B . 求梯子不致下滑时工人所能登上的最高点到墙的距离xmin. B A W ? B A W ? xmin x C D E F RA RB (?m)A (?m)B (1)地面和墙均光滑时, D点是力系的汇交点. (2)地面光滑而墙的摩 擦达到临界状态时,E 点是力系的汇交点. (3)地面的摩擦