第五章摩擦
第五章 摩 擦
本章将讨论与研究物体的接触面不是光滑 的情况 滑动摩擦 按接触物间的相对运动情况 滚动摩擦 按接触物间是否有润滑剂 千摩擦 湿摩擦 本章只研究干摩擦时物体的平衡问题
本章将讨论与研究物体的接触面不是光滑 的情况 滑动摩擦 滚动摩擦 干摩擦 湿摩擦 按接触物间的相对运动情况 按接触物间是否有润滑剂 本章只研究干摩擦时物体的平衡问题
§5-1滑动摩擦 鲁两个表面粗糙的物体,当其接触面之间具有相对 滑动趋势或相对滑动时,彼此之间作用着障碍对 方相对滑动的阻力,这力称为摩擦力 摩擦力的三要素 1、作用于两物体的相互接触处 2、方向与相对滑动的趋势或相对滑动的 方向相反 3、大小由主动力决定(摩擦力为被动力) 魯根据研究物体的相对滑动趋势、平衡的临界状态 和滑动这三种情况,摩擦力可分为静滑动摩擦力 最大静滑动摩擦力和动滑动摩擦力
§5-1 滑动摩擦 a 两个表面粗糙的物体，当其接触面之间具有相对 滑动趋势或相对滑动时，彼此之间作用着障碍对 方相对滑动的阻力，这力称为摩擦力。 a 摩擦力的三要素： 1、作用于两物体的相互接触处 2、方向与相对滑动的趋势或相对滑动的 方向相反 3、大小由主动力决定（摩擦力为被动力） a 根据研究物体的相对滑动趋势、平衡的临界状态 和滑动这三种情况，摩擦力可分为静滑动摩擦力、 最大静滑动摩擦力和动滑动摩擦力
1.静滑动摩擦力 N 在粗糙平面上,放 置一个物块。 物块重P,法向反力 为N,物块平衡 在物块上作用一个 大小可变的水平拉力F 物块仍保持平衡,这是因为还有一个接触面障 碍物块向右水平运动的切向力—静摩擦力 静摩擦力作用于平面与物块的接触处、方向与物 块的滑动趋势相反、大小由平衡条件确定,即 ∑X=0,F-F=0→F=F 静摩擦力F的大小随着主动力F的增大而增大
1．静滑动摩擦力 在粗糙平面上，放 置一个物块。 F Fs P N N 物块重P，法向反力 为N，物块平衡。 在物块上作用一个 大小可变的水平拉力F 物块仍保持平衡，这是因为还有一个接触面障 碍物块向右水平运动的切向力——静摩擦力。 静摩擦力作用于平面与物块的接触处、方向与物 块的滑动趋势相反、大小由平衡条件确定，即 ∑X = 0 ，F － Fs = 0 → Fs = F 静摩擦力Fs的大小随着主动力F的增大而增大。 F Fs P N
2.最大静滑动摩擦力 静摩擦力F的大小随着主动力F的增大而增大 这是静摩擦力和一般约束反力的共同特性 静摩擦力F又与一般约束反力不同,它并不随 主动力F的增大而无限增大,当F的大小达到某 数值时,物块处于平衡的临界状态(物块将滑还未 滑),这时的F达到最大值——最大静摩擦力,以 Fm、表示。如果F再增大,F不再增大,显然 0≤F≤Fn N maX 由库仑定理 F F max fs N F 静摩擦系数 ∫需通过实验测定,影响其的因素很复杂 P
2．最大静滑动摩擦力 静摩擦力Fs的大小随着主动力F 的增大而增大 这是静摩擦力和一般约束反力的共同特性。 静摩擦力Fs又与一般约束反力不同，它并不随 主动力 F 的增大而无限增大，当 F 的大小达到某一 数值时，物块处于平衡的临界状态（物块将滑还未 滑），这时的Fs 达到最大值——最大静摩擦力，以 F max表示。如果 F 再增大， Fs不再增大，显然 F Fs P 0 ≤ F N s ≤ Fmax 由库仑定理 F max = f s N f s—— 静摩擦系数 f s需通过实验测定，影响其的因素很复杂
表5-1用耕科的摩擦殺 材料名称 静摩擦系数 动摩擦系数 无润滑 有润滑 无润滑 有润滑 钢一钢 0.15 01~012 015 0.05~01 钢软钢 01~02 钢铸铁 03 018 005~0.15 钢一眚铜 0501-015015 0.1~0.15 软钢一铸铁 0.2 018 005~0.15 软钢一眚铜 02 018 07~015 铸铁一铸铁 0.18 015 007~0.12 铸铁一青铜 0.15~0.2 007~0.15 青调一青铜 0.1 0.2 0.07~0.1 皮革一铸铁03~05 015 0.6 015 橡皮一铸铁 0.8 05 林材-林材「04~0601 02~0500~0151
3.动滑动摩擦力 魯当滑动摩擦力已经达到最大值,若再增大主动 力F,接触面之间将出现相对滑动 鲁接触面之间仍作用由阻碍物块滑动的阻力 鲁称为动摩擦力,以F4表示。实验表明 Fd=fN ∫为动摩擦系数 一般情况下,∫<f
3．动滑动摩擦力 a 当滑动摩擦力已经达到最大值，若再增大主动 力F，接触面之间将出现相对滑动。 F Fd P N a 接触面之间仍作用由阻碍物块滑动的阻力。 a 称为动摩擦力，以Fd 表示。 实验表明 F d = f N f 为动摩擦系数 一般情况下， f < f s Fd
赛车起跑 为什么赛车运动员起跑前要将车轮与 地面摩擦生烟?
赛 车 起 跑 为什么赛车运动员起跑前要将车轮与 地面摩擦生烟？
赛车结构 a = 为什么赛车结构前细后粗;车轮前小后大?
赛车结构 为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？
§5-2考虑摩擦时的物体平衡问题 魯对有粗糙表面物体的平衡问题的研究与前几章基 本相同,但需注意 1)受力分析时,还需要考虑静摩擦力Fs (2)列出补充方程FSfN (3)由于F需满足0F≤N,所以,问题 的解往往有一定的范围 魯上面的注意(1)说明分析时增加了未知量; 魯而注意(2)又增加了与新增F个数相同的方程 数,从而使问题有解; 注意(3)又告诉我们,问题中可能有最大值禾 最小值问题
§5-2 考虑摩擦时的物体平衡问题 a 对有粗糙表面物体的平衡问题的研究与前几章基 本相同，但需注意： （1）受力分析时，还需要考虑静摩擦力Fs （2）列出补充方程 Fs≤f sN （3）由于Fs 需满足 0≤ Fs ≤f s N，所以，问题 的解往往有一定的范围。 a 上面的注意（1）说明分析时增加了未知量； a 而注意（2）又增加了与新增Fs个数相同的方程 数，从而使问题有解； a 注意（3）又告诉我们，问题中可能有最大值和 最小值问题