动滑动摩擦⒈动滑动摩擦力⑴定义课件.ppt
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1、第五章第五章 摩摩 擦擦 本章重点、难点本章重点、难点 重点重点 静滑动摩擦力和最大静滑动摩擦力,静滑动摩静滑动摩擦力和最大静滑动摩擦力,静滑动摩擦定律。擦定律。 考虑摩擦时的平衡问题(解析法)。平衡的临考虑摩擦时的平衡问题(解析法)。平衡的临界状态和平衡范围。界状态和平衡范围。 难点难点 用摩擦角的概念求解平衡问题(几何法)。用摩擦角的概念求解平衡问题(几何法)。 前几章我们把接触表面都看成是绝对光滑的,忽略了物体之间的摩擦,事实上完全光滑的表面是不存在的,一般情况下都存在有摩擦。例例第五章第五章 摩摩 擦擦5-1 5-1 引引 言言平衡必计摩擦 有害的一面:有害的一面:它是机械的多余阻力,
2、使机械发热,引起零部件的磨损,从而消耗能量,降低效率和使用寿命。 当物体沿支承面运动(或有运动趋势)时,由于接触面间凹凸不平,就产生了对运动的阻力,这种阻力称为摩擦力。 摩擦的物理本质是非常复杂的,目前尚未建立起完整的理论。近似的说法一般认为其产生的原因是: 接触面的凹凸不平; 接触面间的分子吸引力。二、摩擦产生的原因二、摩擦产生的原因三、摩擦有害的一面和有利的一面三、摩擦有害的一面和有利的一面 有利的一面:有利的一面:可利用其进行传动、制动、调速、联接、夹卡物体等。另外,人类的生活也时时离不开摩擦。一、摩擦力一、摩擦力夹夹 卡卡 物物 体体 我们研究摩擦的目的,就是为了充分利用其有利的一面,
3、我们研究摩擦的目的,就是为了充分利用其有利的一面,消除其有害的一面。消除其有害的一面。四、摩擦的分类四、摩擦的分类 按物体相互运动形式分 滑动摩擦滑动摩擦 滚动摩擦滚动摩擦 按有无相对运动分 静摩擦静摩擦 动摩擦动摩擦 按有无润滑剂分 干摩擦干摩擦 湿摩擦湿摩擦摩摩 擦擦 轮轮 传传 动(离动(离 合合 器)器)工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题 临界平衡: P 物块将滑未滑, F = Fmax 最大静摩擦力 (P 再略微物块开始滑动) 定义定义:相互接触的物体,产生相对滑动趋势时,其接触面间产生的阻碍物体运动的力叫静滑动摩擦力。简称静摩 5-25-2 滑动摩擦滑动摩擦一、静滑动摩擦一、静滑动摩
4、擦 静滑动摩擦力静滑动摩擦力 物块状态物块状态: 静止: F = P,( P , F , F 不是固定值),0 X擦力。 ( 它是接触面对物体作用的切向约束反力) max0FF f 称为静摩擦系数,它主要与材料和表面状况(光洁度、润滑情况以及温度、湿度等)有关,精确的实验指出它还与接触面间的压强及接触时间有关。NfFmax 静滑动摩擦定律静滑动摩擦定律 最大静摩擦力的大小与两个相互接触物体间的正压力(或最大静摩擦力的大小与两个相互接触物体间的正压力(或法向约束反力)成正比,即法向约束反力)成正比,即 静摩擦力特征:静摩擦力特征: 大小:(范围值) 方向:0X满足与物体相对滑动趋势方向相反加大正
5、压力N, 加大摩擦系数 f 所以增大摩擦力的途径为: 动摩擦力的大小与两个相互接触物体间的正压力(或动摩擦力的大小与两个相互接触物体间的正压力(或法向约束反力)成正比,即法向约束反力)成正比,即NfF二、动滑动摩擦二、动滑动摩擦 动滑动摩擦力动滑动摩擦力 定义定义:相互接触的物体,产生相对滑动时,其接触面间产生的阻碍物体运动的力叫动滑动摩擦力。简称动摩擦力。 动摩擦力特征:动摩擦力特征: 大小:无变化范围 方向:与物体相对滑动方向相反 动滑动摩擦定律动滑动摩擦定律 f 称为动摩擦系数,它主要与材料和表面状况(光洁度、润滑情况以及温度、湿度等)有关,精确的实验指出它还与相对滑动速度有关。f略小于
6、 f ,精度要求不高时取 f f 三、摩擦角与自锁现象三、摩擦角与自锁现象 摩擦角摩擦角 全约束反力:全约束反力:法向约束反力和切向的静摩擦力的合力 R 称为支承面的全约束反力。 摩擦角:摩擦角:当摩擦力达到最大值 时其全反力 Rm与法线的夹角 叫做摩擦角摩擦角。 maxFm 计算:计算:fNNfNFmmaxtg 摩擦自锁:摩擦自锁:若所有主动力的合力的作用线位于摩擦角域 自锁现象自锁现象当 时,永远平衡(即自锁)mm 自锁条件:自锁条件:摩擦锥摩擦锥 若使水平力 P 在水平面内的方向任意改变,相应的Fmax及Rm的方向也随之发生变化,Rm的作用线将形成一个以接触点为顶点、顶角为 的锥面,该正
7、圆锥面体称为摩擦锥。m2体总处于平衡状态,该现象称为摩擦自锁。或锥域内时,不论该合力的数值如何,物fNNfNFmmaxtgtg 自锁应用举例自锁应用举例即为该两种材料间静摩 擦系数 摩擦系数的测定摩擦系数的测定:OA板绕O 轴转动,测出使物块B 刚要开始下滑时 的 角 ,则 。m 5-3 5-3 考虑滑动摩擦时的平衡问题考虑滑动摩擦时的平衡问题一、一、考虑摩擦平衡问题的特点考虑摩擦平衡问题的特点 受力分析时除应分析物体所受主动力、约束反力外,还应分析所受摩擦力。 摩擦力的方向一般不能假设,它与相对滑动趋势方向相反。 一般取临界平衡状态研究,先列出静力学平衡方程,再列出静滑动摩擦定律决定的补充方
8、程 ,联立求解。平衡问题的解答常是一个范围值。NfFmax二、应用举例二、应用举例例例1 已知: =30,G =100N,f =0.2 求:物体静止时,水平力Q的平衡范围。当水平力Q = 60N时,物体能否平衡? 17解解: 先求使物体不致于上滑的 图(1)maxQtg1tg maxffGQtgtg1tgtgmm G)(tgmG 列方程求解: 研究物块 A ;解得:0cossin, 0maxGQNYNfFmax补充方程:0sincos, 0maxmaxFGQX 受力如图; 取Axy直角坐标; 再求使物体不致下滑的 图(2) minQ) ( tg tg1tgsin coscossinmminGf
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