蘇科版《摩擦力》課件

摩擦力摩擦力是生活中常見的力，它無處不在，對我們的生活有著重要的影響。摩擦力的概念定義當(dāng)兩個物體相互接觸并發(fā)生相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面上會產(chǎn)生阻礙物體運(yùn)動的力，這種力叫做摩擦力。方向摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動方向或相對運(yùn)動趨勢方向相反。本質(zhì)摩擦力是由于物體表面凹凸不平而產(chǎn)生的，當(dāng)物體接觸時，表面上的微小突起會互相卡住，從而產(chǎn)生阻力。摩擦力的特點(diǎn)方向總是與物體相對運(yùn)動或?qū)⒁l(fā)生的相對運(yùn)動方向相反。大小取決于接觸面的粗糙程度和壓力大小。影響摩擦力的因素接觸面粗糙程度接觸面越粗糙，摩擦力越大。例如，粗糙的木塊在粗糙的木板上滑動比在光滑的木板上滑動摩擦力更大。壓力壓力越大，摩擦力越大。例如，用更大的力壓住物體，物體與接觸面之間的摩擦力就會增大。接觸面的材料性質(zhì)不同材料之間的摩擦力不同。例如，金屬與金屬之間的摩擦力比金屬與木材之間的摩擦力更大?；瑒幽Σ亮?定義當(dāng)兩個物體發(fā)生相對滑動時，它們之間的阻力叫做滑動摩擦力。2方向滑動摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動的方向相反。3大小滑動摩擦力的大小與物體間的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。靜止摩擦力靜止?fàn)顟B(tài)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，物體受到的摩擦力。平衡力靜止摩擦力與外力大小相等，方向相反。最大靜摩擦力當(dāng)外力逐漸增大時，靜止摩擦力也會隨之增大，直到達(dá)到最大值。摩擦力的應(yīng)用摩擦力在日常生活中和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如：行走、跑步、抓握物體汽車、自行車、火車等交通工具的剎車機(jī)器零件的緊固和傳動摩擦起電現(xiàn)象摩擦力的計算1摩擦力公式f=μN(yùn)2μ(摩擦系數(shù))取決于接觸面材料和表面狀況3N(正壓力)垂直于接觸面的力乾摩擦力定義兩個物體表面沒有潤滑劑的情況下產(chǎn)生的摩擦力。特點(diǎn)與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。例子鞋底與地面之間的摩擦力，木塊在木板上滑動時的摩擦力。濕摩擦力潤滑劑的存在會減少摩擦力。例如，油可以減少機(jī)器部件之間的摩擦，延長機(jī)器壽命。濕摩擦力通常小于干摩擦力。摩擦力和牛頓第二定律牛頓第二定律物體加速度的大小跟合外力的大小成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。摩擦力摩擦力是物體與物體之間發(fā)生相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動的力。功與摩擦力做功1定義當(dāng)物體在摩擦力的作用下發(fā)生位移時，摩擦力就對物體做了功。2方向摩擦力做功的方向與物體運(yùn)動方向相反。3正負(fù)摩擦力做功時，如果物體克服摩擦力做功，則摩擦力做負(fù)功；反之，摩擦力做正功。摩擦力與機(jī)械效率1能量損失摩擦力會導(dǎo)致機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量損失。2效率降低機(jī)械效率是指有用功占總功的比例，摩擦力會導(dǎo)致效率降低。3減小摩擦減小摩擦力可以提高機(jī)械效率，例如使用潤滑油或滾動軸承。摩擦力與能量浪費(fèi)發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)內(nèi)部的摩擦?xí)?dǎo)致能量損失，降低燃油效率。風(fēng)力渦輪機(jī)風(fēng)力渦輪機(jī)的軸承和葉片之間的摩擦?xí)档桶l(fā)電效率。自行車鏈條自行車鏈條和齒輪之間的摩擦?xí)?dǎo)致能量損失，影響騎行效率。減小摩擦力的措施潤滑使用潤滑油或潤滑劑可以減少物體之間的接觸面摩擦，從而降低摩擦力。滾動摩擦將滑動摩擦改為滾動摩擦，可以顯著降低摩擦力。例如，使用滾動軸承代替滑動軸承。氣墊使用氣墊或磁懸浮技術(shù)可以減少物體之間的接觸，從而降低摩擦力。表面光滑通過打磨、拋光等方法使物體表面更光滑，可以減少摩擦力。增大摩擦力的措施增大接觸面粗糙程度在鞋底、輪胎上設(shè)計花紋，或者在機(jī)械零件表面加工出凹凸不平的紋理，可以有效增大摩擦力。增大壓力用力壓緊兩個物體，可以增大它們之間的摩擦力。例如，用夾子夾住紙張，可以防止紙張滑落。改變接觸面材料選擇摩擦系數(shù)較大的材料，可以增大摩擦力。例如，用橡膠輪胎比光滑的輪胎更容易抓地。機(jī)械設(shè)備中的摩擦力問題摩擦力在機(jī)械設(shè)備中是不可避免的，它會造成能量損失、零件磨損、溫度升高，甚至導(dǎo)致設(shè)備故障。例如，發(fā)動機(jī)中的摩擦力會消耗燃油，降低效率；軸承中的摩擦力會造成磨損，縮短使用壽命；傳動系統(tǒng)中的摩擦力會降低傳動效率，造成能量損失。軸承中的摩擦力減少摩擦軸承是機(jī)械設(shè)備中常用的部件，它可以減少摩擦力，提高設(shè)備的效率和壽命。滾動摩擦軸承利用滾動摩擦代替滑動摩擦，大大降低了摩擦力。種類繁多軸承的種類很多，例如滾珠軸承、滾柱軸承和滑動軸承等，可以根據(jù)不同的需求選擇合適的軸承。潤滑油在摩擦力中的作用降低摩擦系數(shù)減少磨損散熱摩擦力與表面粗糙度1表面粗糙度表面粗糙度是指物體表面微觀起伏的程度，它會直接影響到摩擦力的大小。2摩擦力表面越粗糙，接觸面積越大，摩擦力就越大。3舉例例如，粗糙的砂紙比光滑的玻璃更容易產(chǎn)生較大的摩擦力。摩擦力與溫度的關(guān)系溫度升高一般情況下，溫度升高會導(dǎo)致摩擦系數(shù)下降。表面潤滑高溫會使?jié)櫥妥兿?，減少摩擦力。材料特性某些材料在高溫下會發(fā)生相變，影響摩擦力。摩擦力與速度的關(guān)系靜摩擦力靜摩擦力與速度無關(guān)。物體的靜摩擦力取決于物體的質(zhì)量和接觸面的性質(zhì)，與物體運(yùn)動的速度無關(guān)?；瑒幽Σ亮瑒幽Σ亮υ谝欢ǚ秶鷥?nèi)，一般與速度無關(guān)，但當(dāng)速度較高時，滑動摩擦力會隨速度的增加而增大，這稱為摩擦力的速度效應(yīng)。摩擦力與載荷的關(guān)系摩擦力與載荷的關(guān)系當(dāng)物體與表面接觸時，施加在物體上的力被稱為載荷。載荷越大，物體與表面之間的接觸力就越大，摩擦力也隨之增加。摩擦力與載荷的關(guān)系在相同材料的表面上，載荷越大，摩擦力越大。載荷越小，摩擦力越小。這就是為什么我們更容易推動輕物而不是重物。摩擦力與材料性質(zhì)的關(guān)系材料的硬度硬度高的材料表面更難變形，摩擦力更大。材料的表面粗糙度表面越粗糙，接觸面積越大，摩擦力也越大。材料的表面性質(zhì)材料表面是否光滑、潤滑、干燥或潮濕都會影響摩擦力的大小。固體微觀摩擦的特點(diǎn)接觸面積小表面凹凸不平存在分子引力摩擦力的微觀機(jī)理表面粗糙度即使看似光滑的表面，在微觀下也存在著無數(shù)的凸起和凹陷，這些不平整的部分相互接觸，造成阻力。分子間作用力當(dāng)兩個物體接觸時，其表面分子之間會產(chǎn)生吸引力，這種吸引力會阻止物體之間的相對運(yùn)動，從而產(chǎn)生摩擦力。變形和熱量摩擦力的作用會導(dǎo)致物體表面發(fā)生變形，并產(chǎn)生熱量，這些因素進(jìn)一步影響摩擦力的大小和性質(zhì)。摩擦力的理論研究摩擦系數(shù)研究不同材料之間的摩擦力，確定不同材料之間的摩擦系數(shù)，進(jìn)而預(yù)測摩擦力的具體大小。摩擦模型建立數(shù)學(xué)模型來描述摩擦現(xiàn)象，例如庫侖摩擦定律和阿蒙頓摩擦定律。微觀機(jī)理探究摩擦力的微觀機(jī)理，例如表面粗糙度、分子間作用力、材料性質(zhì)等因素。摩擦力的試驗研究1摩擦系數(shù)測量通過實驗測定不同材料間的摩擦系數(shù)2摩擦力影響因素研究接觸面材料、壓力、速度等因素對摩擦力的影響3摩擦磨損機(jī)理通過實驗觀察和分析材料的磨損過程4摩擦材料開發(fā)開發(fā)具有特殊摩擦性能的材料摩擦力的工程應(yīng)用汽車輪胎的抓地力皮帶