第五章摩擦
§5-1 摩擦现象一、摩擦产生的原因二、摩擦的分类
1、滑动摩擦与滚动摩擦滑动摩擦是指两物体接触处有相对滑动或有相对滑动趋势时,在接触处的公切面内所受的阻碍;滚动摩擦是当两相互接触物体有相对滚动或相对滚动趋势时,物体间产生的对滚动的阻碍。
2、静摩擦与动摩擦静摩擦是指两接触物体仍保持静止仅有相对运动的趋势时的摩擦;动摩擦是两接触物体有相对运动时的摩擦。
§5-2 滑动摩擦一、静滑动摩擦
1、静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律如果两个相互接触的物体有相对滑动的趋势,但仍然保持相对静止状态,则彼此之间阻碍相对滑动的力称为静滑动摩擦力,简称静摩擦力。静滑动摩擦力作用在接触面的切平面内,
方向与物体相对滑动的趋势相反。
静滑动摩擦力的大小由平衡条件决定,但必介于零及最大静摩擦力的大小之间,即
max
FF0 ≤≤
最大静摩擦力的大小与两个相互接触物体间的正压力成正比,即
fNF
max
=
——库仑静摩擦定律
P
F
由ΣF
x
=0,得F=P
式中f称为静滑动摩擦系数(或静摩擦系数)。
2、摩擦角合力R的大小
22
FNR +=
方向由?表示,有
N
F
tg =?
合力R称为接触面的全反力。
m
称为静摩擦角,?的变化范围为
m
≤≤0
根据静摩擦定律F
max
=fN,有
f
N
fN
N
F
tg
m
===
max
即摩擦角的正切等于静滑动摩擦系数。
max
0 FF ≤≤
所以,物体平衡时,?的变化范围为
m
≤≤0
因为利用摩擦角测摩擦系数:
当作用于物体上的主动力的合力位于摩擦锥以内时,不论此力有多大,支承面上总能产生约束反力使物体保持平衡,这种现象称为自锁。
3、摩擦锥与自锁这种与力大小无关,而只与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。
如上图所示物块A不下滑的条件是:
m
α ≤
即自锁条件是斜面的倾角小于或等于摩擦角。
二、动滑动摩擦两物体有相对滑动时,沿接触表面产生的切向阻力,称为动滑动摩擦力(动摩擦力)。方向与相对滑动的方向相反。
动摩擦定律动摩擦力的大小与接触面法向反力成正比,

NfF

=

动滑动摩擦系数f'与接触物体的材料和表面状况有关,可由实验测定。通常
ff <

注意:动摩擦力与静摩擦力有所不同。