力学课件 平面任意力系4摩擦.ppt

《力学课件 平面任意力系4摩擦.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3.5考虑有摩擦时物体的平衡问题ProblemsInvolvingFriction工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题赛车起跑为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面摩擦生烟？赛车结构为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？maFwFNF工程中的摩擦问题联轴器摩擦的应用：膨胀螺钉摩擦的微观机理1摩擦的微观机理2考虑摩擦时的平衡问题FPWFFNFFPO45°FmaxFd运动状态静止状态临界状态库仑定律Coulomb’sTheory静止状态Staticcase临界状态Caseofimpendings

2、liding—F＝Fmax=fsFN运动状态Dynamiccase—F＝Fd；—F＝FP≤Fmax；2011年3月13日南大自主招生面试，提了一个问题，被次日《扬子晚报》评为最刁钻的问题：火车开车前为什么会先退一步再前进？思考题：答案：通常情况下，火车各节车厢之间的挂钩拉的很紧，火车前行须克服整列火车与钢轨间的最大静摩擦力。火车先倒车，使挂钩放松，以便使车厢逐节启动。v§3-5考虑摩擦的平衡问题一、摩擦及其分类摩擦力当两个物体沿接触面公切线方向有相对运动或相对运动趋势时，在接触面间产生阻碍运动的力（阻力）。产生摩擦的

3、原因①接触面间的凹凸不平；②接触面间的分子吸引力。摩擦产生的机理属固体物理研究内容，理力中仅研究摩擦的力学效应。研究摩擦的目的①克服（或减少）摩擦；②利用摩擦。方法：提高零件表面光洁度、加润滑油等。如：皮带传动、摩擦制动装置等。摩擦的分类①按两物体的相对运动形式分，有②按两物体间有无相对运动分，有①滑动摩擦；②滚动摩擦。①静摩擦；②动摩擦。本书主要讨论静滑动摩擦，重点为：具有摩擦的平衡问题。粗糙面二、静摩擦力及其性质滑动摩擦现象PFNPFNFTF(1)当FT=0，则F=0。（平衡）(2)当0

4、界值）时，物体处于静止状态。FTF由平衡条件得：(3)当FT>FT1时，物体处于运动状态（不平衡）。静摩擦力：物体仅有相对滑动趋势时，在接触面间产生的摩擦力。静摩擦力的性质F存在一个最大值Fmax。（1）静摩擦力的大小具有一定范围，即：——此时F由平衡条件决定（同约束反力）。（2）静摩擦力的方向：与相对运动趋势方向相反（沿接触处的公切线）。（3）Fmax由库仑静摩擦定律确定：Fmax——称为最大静摩擦力；fs——静摩擦因数coefficientsoffriction（无量纲系数）；FN——为法向压力。fs的物理意义：表

5、示单位正压力所能产生的摩擦力。fs仅与接触面的材料性质、表面状况、湿度、温度等有关。fs值需由实验测定。静摩擦因数现场测量方法之一思考题：两面具有摩擦，F=12.5N问：当F=30N时，物块与夹板间的摩擦力多大？答案：10NMFF?NFF?答案：Fmin=25N如图所示，试比较用同样材料、在相同的光洁度和皮带压力F作用下平皮带与三角皮带所能传递的最大拉力。思考题：图（c）中，最大摩擦力为fs·FN，图（d）中，最大摩擦力为fs(FN1+FN2)。通常，因α角较小，FN1+FN2>FN；所以三角皮带必平皮带传递得拉力大。

6、三、摩擦角与自锁现象摩擦角(AngleofFriction)全反力FR：摩擦力与法向压力的合力。——表示全反力FR与法向反力FN的夹角。随摩擦力F的增加而增加。当F=Fmax时，全反力FR与接触面法线方向的最大夹角——称为摩擦角，用符号表示。即：摩擦角的正切等于静摩擦因素。主动合力的作用线A自锁现象由于全反力FR只能在摩擦角范围内变化，所以只要主动力合力的作用线在摩擦角范内，不管主动力大小如何，都能平衡，这种现象叫自锁(Self-lock)。fFRFRA自锁条件：≤f如：斜面自锁条件自锁现象由于全反力FR只能在

7、摩擦角范围内变化，所以只要主动力合力的作用线在摩擦角范内，不管主动力大小如何，都能平衡，这种现象叫自锁。斜面自锁条件的应用（1）斜面自锁条件的应用（2）斜面自锁条件的应用（3）--自锁反用思考题：物块重P，一力F作用在摩擦角之外，如图（a）所示，已知θ=25°,φ=20°,F=P。问物块动不动？为什么？物块不动。因为虽然力F作用在摩擦角之外，但主动力的合力FR（包含重力P）与铅垂线（法线）间得夹角α=12.5°，在摩擦角之内，所以物块平衡（自锁）。练习题物块重W=100kN，自由地放在倾角在30°的斜面上，若物体与斜面

8、间的静摩擦系数f=0.3，动摩擦系数f‘=0.2，水平力P=50kN，则作用在物块上的摩擦力的大小为。xy四、动滑动摩擦力当两接触面有相对滑动时，接触面间摩擦力——称为动滑动摩擦力。（3—18）f——动摩擦因素，由实验测定。——库仑动摩擦定律一般有：fs