摩擦角與自鎖現(xiàn)象

1、 摩摩 擦擦 角角 和和 自自 鎖鎖 現(xiàn)現(xiàn) 象象 一、摩擦角一、摩擦角 1支承面的全約束力支承面的全約束力 當有摩擦時，支承面對平衡物體的作用當有摩擦時，支承面對平衡物體的作用力包含支持力力包含支持力FN和切向靜摩擦力和切向靜摩擦力Ff。 這兩個分力的矢量和：這兩個分力的矢量和：FRA = FN + Ff 。 稱為支承面的稱為支承面的全被動力全被動力，它的作用線與接觸，它的作用線與接觸面的公法線成一偏角面的公法線成一偏角 ，如圖所示。，如圖所示。 2摩擦角摩擦角 當物塊處于當物塊處于時，靜摩擦力達時，靜摩擦力達到確定的最大值，偏角到確定的最大值，偏角 也達到最大也達到最大值值 。 全全被動力被

2、動力與法線間的夾角的最大值與法線間的夾角的最大值 ，稱為，稱為摩摩擦角擦角。 即：摩擦角的即：摩擦角的正切正切等于靜摩擦因數(shù)。等于靜摩擦因數(shù)。 摩擦角與摩擦因數(shù)一樣，都是表示材料表面性質(zhì)摩擦角與摩擦因數(shù)一樣，都是表示材料表面性質(zhì)的量。的量。 NFFtanmaxf 二、自鎖現(xiàn)象二、自鎖現(xiàn)象72021-12-24豎直面上物體自鎖示意圖豎直面上物體自鎖示意圖F2F1F1F4F3F2xyfN水平面木塊自鎖示意圖水平面木塊自鎖示意圖物塊平衡時，靜摩擦力不一定達到最大值，物塊平衡時，靜摩擦力不一定達到最大值，可在零與最大值可在零與最大值F Fmax之間變化，所以全之間變化，所以全被被動力動力與法線間的夾角

3、與法線間的夾角 也在零與摩擦角也在零與摩擦角 之間變化，即之間變化，即由于靜摩擦力不可能超過最大值，因此全由于靜摩擦力不可能超過最大值，因此全被被動力動力的作用線也不可能超出摩擦角之外，的作用線也不可能超出摩擦角之外，即全約束力必在摩擦角之內(nèi)。即全約束力必在摩擦角之內(nèi)。 1自鎖現(xiàn)象自鎖現(xiàn)象 如果作用于物塊的全部主動力的如果作用于物塊的全部主動力的 合力合力FR的作用線在摩擦角的作用線在摩擦角 之內(nèi)，之內(nèi)， 則無論這個力怎樣大，物塊必定保持則無論這個力怎樣大，物塊必定保持 靜止，這種現(xiàn)象稱為靜止，這種現(xiàn)象稱為自鎖現(xiàn)象自鎖現(xiàn)象。 在自鎖情況下，在自鎖情況下，主動力主動力的合力的合力F FR R 與

4、法線間的夾與法線間的夾角角 ，因此，因此，F(xiàn) FR R 與與全被動力全被動力 F FRA 必能滿必能滿足二力平衡條件，足二力平衡條件， 且且 如圖如圖 所示。所示。 f f 2不發(fā)生自鎖的條件不發(fā)生自鎖的條件 如果全部主動力的合力如果全部主動力的合力 FR 的作的作 用線在摩用線在摩擦角擦角 之外，則無論這個力怎樣小，物塊一之外，則無論這個力怎樣小，物塊一定會滑動，這種現(xiàn)定會滑動，這種現(xiàn) 象稱為不自鎖現(xiàn)象。象稱為不自鎖現(xiàn)象。 3利用摩擦角測定靜摩擦因數(shù)利用摩擦角測定靜摩擦因數(shù) 因為當物塊處于臨界狀態(tài)時因為當物塊處于臨界狀態(tài)時 求得摩擦因數(shù)，即求得摩擦因數(shù)，即 tantanf 4斜面的自鎖條件斜面的自鎖條件 142021-12-24一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的物塊恰好靜止在傾角為的物塊恰好靜止在傾角為斜面上。現(xiàn)對斜面上?，F(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力物塊施加一個豎直向下的恒力F F，如圖所示。則物塊，如圖所示。則物塊 A A仍處于靜止狀態(tài)