第四章滑动摩擦.ppt

∵ F Pmin = FQ tg(α-φm ) F Pmax = FQ tg(α+φm ) ∴ 当FQ tg(α-φm )≤FP≤ FQ tg(α+φm )时, 物块在斜面上保持平衡. 例2 已知FQ=1200N， ? = 30°，FP = 500N，f = 0.2。物块在斜面上处于 静止还是发生滑动 ？此时 摩擦力的大小、方向如何？ 解：由 ∑FXi = 0 ： ∑FYi = 0 ： - FQ Sin 30°+ FP Cos 30°+ F = 0 - FQ Cos 30°- FP Sin 30°+ FN = 0 FP FQ 30° x y FN F * 一、摩擦现象 §1 绪论 Fq FN FW F 重 力 坝 一、摩擦现象 摩 擦 桩 基 础 摩擦桩 地 基 FW 一、摩擦现象 生 活 实 例 一、摩擦现象 二、摩擦分类 滑动摩擦（第一类摩擦） 滚动摩擦（第二类摩擦） 二、摩擦分类 §2 滑动摩擦 一、滑动摩擦力 两物体接触表面有相对滑动或有相对滑动趋势时,沿接触表面产生的切向阻力，称为滑动摩擦力，简称摩擦力（friction force)。 一、滑动摩擦力 摩擦力方向必与相对滑动或相对滑动趋势的方向相反。 一、滑动摩擦力 FW FN FP F 1、 FP FPm , 物体保持静止。 由平衡条件, F = FP 一、滑动摩擦力 F — 静摩擦力 (static friction force) 。 2、FP = FPm，物体处 于临界平衡状态。 FW FN FPm F max FN ——法向压力， ——库仑静摩擦定律 (Coulomb law of friction) Fmax ≈ fs ·FN f s——静摩擦因数 (static friction factor)。 一、滑动摩擦力 Fmax ——极限摩擦力，也称最大静摩擦力(maximum static friction force)。 材料 f s 的参考值 0.3 — 0.4 混凝土 —砖 0.5—0.8 橡胶 — 铸铁 0.7 — 0.8 混凝土 —土 0.3—0.5 皮革 — 铸铁 0.3 — 0.7 木材 — 土 0.2—0.3 钢 — 铸铁 0.4 — 0.6 木材 — 木材 0.1—0.2 钢 — 钢 静摩擦因数 材 料 静摩擦因数 材 料 一、滑动摩擦力 应 用 实 例 一、滑动摩擦力 应 用 实 例 一、滑动摩擦力 FW FP 位移传感器 Fmax FN fs 值 的 现 场 试 验 一、滑动摩擦力 FW FP F FN 3. FP FPm , 物体滑动。 F ——动摩擦力（dynamic friction force)。 FN ——法向压力， F ≈ f · FN f——动摩擦因数 （dynamic friction factor) 。 一、滑动摩擦力 FP -- F 图 F FP O F Fmax FPm 一、滑动摩擦力 FW FP FN F ? FR FR = FN + F —— 全约束反力（全反力）。 二、摩擦角与自锁现象 φ FP FW FR FN F tg ? f= Fmax / FN= f s 临界平衡状态下， ? f ——摩擦角(angle of friction) FPm Fmax ? FP FR F FRm ? f 二、摩擦角与自锁现象 摩 擦 锥 (cone of static friction) ? f ? f FQ FR 二、摩擦角与自锁现象 FW FP F FN FQ α ? FR ? f ? f 当α≤φf 时，不论主动力FQ多大，物体保持静止——自锁(self-lock) 。 二、摩擦角与自锁现象 G (a) α (b) G FR α α α (c) 千 斤 顶 二、摩擦角与自锁现象 FW FR FR 矿 石 提 升 装 置 二、摩擦角与自锁现象 当α ? f 时，不论主动力FQ多小，物体滑动——不自锁。 FW FP Fmax FN ? f FR FQ α ? f 二、摩擦角与自锁现象 1、观察棒的运动状态； 2、分析与摩擦有关的问题。 观察与思考小实验 二、摩擦角与自锁现象 问题 α 若已知砂粒间的静摩擦系数为 f s ，那么自然堆放松散的沙子时，能够堆起的最大倾角是多少？ 例1 已知物块重FQ 。斜面倾角?（? ? ?m），f = tg ?m ，欲使物块平衡，求FP 。 解：∵ ? ? ?m FP 太大，物块有上滑趋势。 ∴ FP 太小，物块有下滑趋势