2022-2023学年高二物理竞赛课件:滑动摩擦(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:滑动摩擦(共12张PPT)

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滑动摩擦
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1、定义:两接触物体,产生相对滑动(或趋势)时,其接
触面产生阻止物体相对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FN,
②加大摩擦因数fS
(f S— 静滑动摩擦因数)
②临界:(将滑未滑)
(f —动摩擦因数)
③滑动:
2、状态: ①静止:
FS=F ; F S随F 的增加而增加
滑动摩擦
FN
P
FS
F
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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]
平衡必计摩擦

按接触面的运动情况看摩擦分为:
滑动摩擦,滚动摩擦
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3、 特征: 大小: (平衡范围)满足
静摩擦力特征:方向:与物体相对滑动趋势方向相反
定律:
( f s只与材料和表面情况有关,与接触面积大小无关。)
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: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。)
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摩擦角
①全约束力 即FR= FN + FS ,它与接触面的公法线成一偏
角j ,当物体处于临界平衡状态,即静摩擦力达到最大值
Fmax时,偏角j达到最大值jf,全约束力与法线夹角的最大
值jf叫做摩擦角。
FN
Fs
FR
j
FN
Fmax
FR
j
j f
②计算
摩擦角的正切等
于静摩擦因数。
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③摩擦锥:顶角为2j f 的锥体。
  当物块的滑动趋势方向改变时,全约束力作用线的方
位也随之改变;在临界状态下,FR的作用线将画出一个以
接触点A为顶点的锥面,称为摩擦锥。设物块与支承面间
沿任何方向的摩擦系数都相同,即摩擦角都相等,则摩擦
锥将是一个顶角为2jf的圆锥。
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  物块平衡时,静摩擦力不一定达到最大值,可在零与
最大值Fmax之间变化,所以全约束力与法线间的夹角j也
在零与摩擦角jf之间变化,即
由于静摩擦力不可能超过最大值,
因此全约束力的作用线也不可能超
出摩擦角以外,即全约束力必在摩
擦角之内。
FN
Fmax
FR
j
jf
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q
jf
jf
jf
FR
FRA
A
j
如果作用于物块的全部主动力的
合力FR的作用线在摩擦角jf之内,则
无论这个力怎样大,物块必保持静止。
这种现象称为自锁现象。因为在这种
情况下,主动力的合力FR与法线间的
夹角q 必能满足二力平衡条件,且q = j < jf 。
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q
jf
jf
jf
FR
FRA
A
j
如果全部主动力的合力
FR的作用线在摩擦角j之外,
则无论这个力怎样小,物块
一定会滑动。因为在这种情
况下,q > j f,而j ≤j f ,
支承面的全约束力FRA和主
动力的合力FR不能满足二力
平衡条件。应用这个道理,
可以设法避免发生自锁现象。
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自锁应用举例
  斜面的自锁条件是斜面的倾角小于或等于摩擦角。
  斜面的自锁条件就是螺纹的自锁条件。因为螺纹可以看成为绕在一圆柱体上的斜面,螺纹升角a就是斜面的倾角。螺母相当于斜面上的滑块A,加于螺母的轴向载荷P,相当物块A的重力,要使螺纹自锁,必须使螺纹的升角a小于或等于摩擦角jf。因此螺纹的自锁条件是
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解:①作法线AH和BH
②作A,B点的摩擦角j
交E,G两点
③E,G两点间的水平距
离CD为人的 活 动范围
[例] 水平梯子放在直角V形槽内,略去梯重,梯子与两个斜
面间的摩擦因数(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?
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所以人在AC和BD段
活动都不能满足三力
平衡汇交的原理,只
有在CD段活动时,
才能满足三力平衡
汇交原理。
证明:由几何关系

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