摩擦角与自锁现象.ppt

摩摩 擦擦 角角 和和 自自 锁锁 现现 象象 一、摩擦角一、摩擦角1支承面的全约束力支承面的全约束力 当当有有摩摩擦擦时时，支支承承面面对对平平衡衡物物体体的的作作用用力包含支持力力包含支持力FN和切向静摩擦力和切向静摩擦力Ff。这两个分力的矢量和：这两个分力的矢量和：FRA=FN+Ff。称为支承面的称为支承面的全被动力全被动力，它的作用线与接触，它的作用线与接触面的公法线成一偏角面的公法线成一偏角 ，如图所示。，如图所示。2摩擦角摩擦角 当物块处于当物块处于平衡的临界状态平衡的临界状态时，静摩擦力达到时，静摩擦力达到确定的最大值，偏角确定的最大值，偏角 也达到最大值也达到最大值 。全全被动力被动力与法线间的夹角的最大值与法线间的夹角的最大值 ，称为，称为摩擦摩擦角角。即：摩擦角的即：摩擦角的正切正切等于静摩擦因数。等于静摩擦因数。摩擦角与摩擦因数一样，都是表示材料表面性质摩擦角与摩擦因数一样，都是表示材料表面性质的量。的量。二、自锁现象二、自锁现象72024/4/21 周日竖直面上物体自锁示意图竖直面上物体自锁示意图F2F1F1F4F3F2xyfN水平面木块自锁示意图水平面木块自锁示意图物块平衡时，静摩擦力不一定达到最大值，物块平衡时，静摩擦力不一定达到最大值，可在零与最大值可在零与最大值F Fmax之间变化，所以全之间变化，所以全被被动力动力与法线间的夹角与法线间的夹角 也在零与摩擦角也在零与摩擦角 之间变化，即之间变化，即由于静摩擦力不可能超过最大值，因此全由于静摩擦力不可能超过最大值，因此全被被动力动力的作用线也不可能超出摩擦角之外，的作用线也不可能超出摩擦角之外，即全约束力必在摩擦角之内。即全约束力必在摩擦角之内。1自锁现象自锁现象 如果作用于物块的全部主动力的如果作用于物块的全部主动力的 合力合力FR的作用线在摩擦角的作用线在摩擦角 之内，之内，则无论这个力怎样大，物块必定保持则无论这个力怎样大，物块必定保持 静止，这种现象称为静止，这种现象称为自锁现象自锁现象。在自锁情况下，在自锁情况下，主动力主动力的合力的合力F FR R 与法线间的夹角与法线间的夹角 ，因此，因此，F FR R 与与全被动力全被动力 F FRA 必能满足二力平衡必能满足二力平衡条件，条件，且且 如图如图 所示。所示。2不发生自锁的条件不发生自锁的条件 如如果果全全部部主主动动力力的的合合力力 FR 的的作作 用用线线在在摩摩擦擦角角 之之外外，则则无无论论这这个个力力怎怎样样小小，物物块块一一定会滑定会滑动动，这这种种现现 象称象称为为不自不自锁现锁现象。象。3利用摩擦角测定静摩擦因数利用摩擦角测定静摩擦因数 因为当物块处于临界状态时因为当物块处于临界状态时 求得摩擦因数，即求得摩擦因数，即 4斜面的自锁条件斜面的自锁条件 142024/4/21 周日一质量为一质量为m m的物块恰好静止在倾角为的物块恰好静止在倾角为斜面上。现对物斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力块施加一个竖直向下的恒力F F，如图所示。则物块，如图所示。则物块 A A仍处于静止状态仍处于静止状态 B B沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑 C C受到的摩擦力不变受到的摩擦力不变 D D受到的合外力增大受到的合外力增大FA A