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类型多媒体教案课件.ppt

  • 上传人(卖家):晟晟文业
  • 文档编号:4421405
  • 上传时间:2022-12-08
  • 格式:PPT
  • 页数:58
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    关 键  词:
    多媒体 教案 课件
    资源描述:

    1、2022年12月8日星期四多媒体教案多媒体教案第四章第四章 摩摩 擦擦 41 引言引言 42 滑动摩擦滑动摩擦 43 考虑摩擦时的平衡问题考虑摩擦时的平衡问题 习题课习题课 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。例例第四章第四章 摩摩 擦擦4-1 4-1 引引 言言平衡必计摩擦 静 力 学 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

    2、。二、摩擦产生的原因二、摩擦产生的原因一、摩擦力一、摩擦力静 力 学静 力 学静 力 学 有害的一面:有害的一面:它是机械的多余阻力,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。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。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,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

    3、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 湿摩擦湿摩擦静 力 学摩摩 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静 力 学静 力 学工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题静 力 学工工程程中中的的摩摩擦擦问问题题静 力 学工程中的摩擦问题工程中的摩擦问题静 力 学静 力 学静 力 学静 力 学静 力 学静 力 学静 力 学 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 4-24-2

    4、 滑动摩擦滑动摩擦一、静滑动摩擦一、静滑动摩擦 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)擦力。(它是接触面对物体作用的切向约束反力)静 力 学静 力 学 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。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:满足与物体相对滑动趋势方向相反加大正压

    5、力N,加大摩擦系数 f 所以增大摩擦力的途径为:静 力 学 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静 力 学相对滑动速度有关。f

    6、略小于 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。计算:计算:静 力 学静 力 学 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)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,该正圆锥面体称为摩擦锥。体

    7、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,物静 力 学 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 a 角,则 。静 力 学自自 锁锁 条条 件件 的的 应应 用用静 力 学静 力 学静 力 学主动力合力作用线落在摩擦角主动力合力作用线落在摩擦角 域之外物块开始滑动域之外物块开始滑动静 力 学 4-3 4-3 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

    8、。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程 ,联立求解。平衡问题的解答常是一个范围值。二、应用举例二、应用举例静 力 学例例1 已知:a=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?静 力 学解解:先求使物体不致于上滑的 图(1)列方程求解:研究物块 A;解得:受力如图;取Axy直角坐标;静 力 学 再求使物体不致下滑的 图(2)解得:平衡范围应是:平衡范围应是:同理同理:静 力 学例例2 梯子长AB=l,重为P,若梯子与墙和地面的静摩 擦系数

    9、f=0.5,求a 多大时,梯子能处于平衡?解:解:研究梯子AB;受力分析:考虑到梯子在临界平衡状态有下滑趋势,作 受力图;取Axy直角坐标;列方程求解:静 力 学注意注意,由于a不可能大于90,所以梯子平衡倾角a 应满足静 力 学与杆OC及水平面的摩擦系数 ,滚动摩擦 例例3 均质杆OC 长 l=4m,重 P=500N;轮重 W=300N,不计。求拉动圆轮所需力 Q 的最小值。解解:研究 OC 杆 受力分析如图,列平衡方程求解:解得:静 力 学 研究轮 O1 若 A 点不动,解得:解得:若 B 点不动,解得:因此取:静 力 学 1、摩擦力、摩擦力-是一种切向约束反力,方向总是与物体相对运动趋势

    10、方向相反,而 0FFmax 。一、概一、概 念念:第四章第四章 摩擦习题课摩擦习题课 本本 章章 小小 结结 a.当滑动没发生时 Ff N (F=P 外力)b.当滑动即将发生时 Fmax=f N c.当滑动已经发生时 F=f N (一般 f 稍小于 f ,精度要求不高时取 f f)静 力 学 (Q为所有主动力的合力)当时自锁。b.当时,物体平衡。2、全反力与摩擦角全反力与摩擦角a.全反力R(即F 与N 的合力)3、自锁自锁静 力 学3、除平衡方程外,增加补充方程、除平衡方程外,增加补充方程 (一般取临界平衡一般取临界平衡状态计算)状态计算)2、由于摩擦情况下,常常有一个平衡范围,所以解也常常、

    11、由于摩擦情况下,常常有一个平衡范围,所以解也常常是力、尺寸或角度的一个平衡范围值。(原因是是力、尺寸或角度的一个平衡范围值。(原因是 和和 )二、二、考虑滑动摩擦时的平衡问题考虑滑动摩擦时的平衡问题1、列平衡方程时要将摩擦力考虑在内;、列平衡方程时要将摩擦力考虑在内;2、解题方法:解析法、解题方法:解析法 几何法几何法4、解题步骤同前。、解题步骤同前。三、解题中应该注意的问题三、解题中应该注意的问题:1、摩擦力的方向一般不能假设,要根据物体运动趋势来判断。、摩擦力的方向一般不能假设,要根据物体运动趋势来判断。(只有在求解判断物体是否平衡的问题时,可以假设其方向)(只有在求解判断物体是否平衡的问

    12、题时,可以假设其方向)静 力 学例例1 作出下列各物体 的受力图四、例题四、例题静 力 学 P P 最大时维持平衡状态受力图;P P 最小时维持平衡状态受力图;例例 作出下列各物体的受力图静 力 学N 0例例3 构件1及2用楔块3联结,已知楔块与构件间的摩擦系数f=0.1,求能自锁的倾斜角a。解:研究楔块,受力如图,列方程求解:解法一解法一静 力 学研究楔块,受力如图 解法二解法二静 力 学解:解:研究B块,例例4 已知:B块重Q=2000N,与斜面的摩擦角j=15,A块与水 平面的摩擦系数f=0.4,不计杆自 重。若使B块不下滑,临界平衡时:求:使B 块不下滑,物块A最小 重量。静 力 学再

    13、研究A块 ;静 力 学练习练习1 已知:Q=10N,f =0.1,f =0.2求:P=1 N;2N;3N 时摩擦力F?解:解:所以物体运动:此时(平衡)(平衡)(临界平衡)(临界平衡)(物体运动)(物体运动)静 力 学练习练习2 已知A块重500N,轮B重1000N,D轮无摩擦,E 点的摩擦系数fE=0.2,A点的摩擦系数fA=0.5。解:解:A不动(即i点不产 生 平移)求Q由:求:使物体平衡时块C的重量Q=?静 力 学分析轮有由:静 力 学 E 点不产生水平位移静 力 学 B 轮不向上运动,即N0显然,如果i,E两点均不产生运动,Q必须小于208N,即静 力 学 当时,能滚过去(这是小球与

    14、地面的f 条件)练习练习3 已知:P、D、d、Q1、Q2,P为水平。解解:研究整体将、代入得:要保证大球滚过小球,必须使大球与小球之间不打滑要保证大球滚过小球,必须使大球与小球之间不打滑求:在大球滚过小球时,f=?补充方程静 力 学求大球与小球之间的f,研究大球补充方程将代入得:又 静 力 学当 时能滚过小球解得:注注 大球与小球间的大球与小球间的f又一种求法:又一种求法:结论:结论:能滚过小球的摩擦系数的条件。和 同时满足,是 保证大静 力 学练习练习4 水平梯子放在直角V形槽内,略去梯重,梯子与两个斜面间的摩擦系数(摩擦角均为j),如人在梯子上走动,试分析不使梯子滑动,人的活动应限制在什么范围内?解:解:作法线AH 和BH 作A,B点的摩擦角j 交E,G两点E,G两点间的水平距 离 l 为人的 活 动范围静 力 学证明证明:它们的作用线和人重力作用线汇交于一点。由几何关系所以人在AC和BD段活动都不能满足三力平衡必汇交的定理,只有在只有在CD段活动时段活动时,才能满足三力平衡必汇交定理,即两全反力在摩擦角范围内变化时,静 力 学

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