1 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 引言引言平衡必计摩擦 2 一、为什么研究摩擦? 二、怎样研究摩擦,掌握规律 利用其利,克服其害 三、按接触面的运动情况看: 摩擦分为 滑动摩擦 滚动摩擦 31、定义定义:相接触物体,产生相对滑动(趋势)时,其接触面 产生阻止物体运动的力叫滑动摩擦力 ( 就是接触面对物体作用的切向约束反力) 2、状态状态: ①静止: ②临界:(将滑未滑) ③滑动:§4-2§4-2 滑动摩擦滑动摩擦一、静滑动摩擦力一、静滑动摩擦力所以增大摩擦力的途径为:①加大正压力N, ②加大摩擦系数f (f — 静滑动摩擦系数)(f '—动摩擦系数)45二、动滑动摩擦力二、动滑动摩擦力:(与静滑动摩擦力不同的是产生了滑动) 大小: (无平衡范围)动摩擦力特征动摩擦力特征:方向:与物体运动方向相反 定律: (f '只与材料和表面情况有 关,与接触面积大小无关。
3、 特征:特征: 大小:(平衡范围)满足静摩擦力特征静摩擦力特征 方向:与物体相对滑动趋势方向相反 定律:( f 只与材料和表面情况有 关,与接触面积大小无关6三、摩擦角:三、摩擦角: ①①定义:当摩擦力达到最大值 时其全反力 与法线的夹角 叫做摩擦角摩擦角②②计算:78四、自锁四、自锁 ①①定义:当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦 力 与正 压力(即全反力),自己把自己卡 紧,不会松开 (无论外力多大),这种现象称为自锁 当 时,永远平衡(即自锁)②②自锁条件:9摩擦系数的测定摩擦系数的测定:OA绕O 轴转动使物块刚开始下滑时测出角,tg =f , (该两种材料间静摩 擦系数)(翻页请看动画)(翻页请看动画)③③自锁应用举例101112§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 考虑摩擦时的平衡问题,一般是对临界状态求解,这时可列出 的补充方程。
其它解法与平面任意力系相同只是平衡常是一个范围(从例子说明)从例子说明)[例例1] 已知: =30º,G =100N,f =0.2 求:①物体静止时,水平力Q的平衡范围②当水平力Q = 60N时,物体能否平衡? (翻页请看动画)(翻页请看动画)1314解解:①①先求使物体不致于上滑的 图(1)15同理同理: 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16[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f =0.5, 求 多大时,梯子能处于平衡?解解::考虑到梯子在临界平衡状 态有下滑趋势,做 受力图 17注意注意,由于不可能大于 , 所以梯子平衡倾角 应满足18解题中注意的问题解题中注意的问题 1、摩擦力的方向不能假设,要根据物体运动趋势来判断摩擦力的方向不能假设,要根据物体运动趋势来判断 (只有在摩擦力是待求未知数时,可以假设其方向)(只有在摩擦力是待求未知数时,可以假设其方向) 2、由于摩擦情况下,常常有一个平衡范围,所以解也常常、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。
原因是是力、尺寸或角度的一个平衡范围原因是 和和 ))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 (一般假设在临界平衡状态一般假设在临界平衡状态 计算)计算)19综合例题综合例题[例例1] 作出下列各物体 的受力图20[例例2] 作出下列各物体的受力图①① P P 最小维持平衡 ②② P P 最大维持平衡状态受力图; 状态受力图21[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 解:研究楔块,受力如图22[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 求:使B块不下滑,物块A最小 重量。
解:解:①①研究B块,若使B块不下滑23②②再研究A块24[练习练习1] 已知:Q=10N, f '动 =0.1 f 静 =0.2求:P=1 N; 2N, 3N 时摩擦力F?解:解:所以物体运动:此时(没动,(没动,F 等于外力)等于外力)(临界平衡)(临界平衡)(物体已运动)(物体已运动)25[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求:使物体平衡时块C的重量Q=?解:解:①① A不动(即i点不产 生 平移)求Q由于126分析轮有 由27②② E 点不产生水平位移28③③ B轮不向上运动,即N≥0显然,如果i,E两点均不产生运动,Q必须小于208N,即29 补充方程 ③ ∴∴当时,能滚过去(这是小球与地面的f 条件) [练习练习3] 已知:P、D、d、Q1、Q2,P为水平 求:在大球滚过小球时,f=?解解:①①研究整体①将①、②代入③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②30①②②求大球与小球之间的f , 研究大球②补充方程 ③将③代入②得: ④又31∴当 时能滚过小球结论:结论:当 和时能保证大球能滚过小 球的条件。
解④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:32 解:解:①①作法线AH和BH ②②作A,B点的摩擦角j 交E,G两点 ③③E,G两点间的水平距 离l为人的 活 动范围[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?l33所以人在AC和BD段活动都不能满足三力平衡必汇交的原理,只有在只有在CD段段活动时活动时,才能满足三力平衡必汇交,能交上(有交点)证明证明:由几何关系3435本文观看结束!!!谢 谢欣 赏!。