摩擦角与自锁现象

摩擦角和自锁现象一、摩擦角1．支承面的全约束力当有摩擦时，支承面对平衡物体的作用力包含支持力FN和切向静摩擦力Ff。这两个分力的矢量和：FRA=FN+Ff。称为支承面的全被动力，它的作用线与接触面的公法线成一偏角，如图所示。2．摩擦角当物块处于平衡的临界状态时，静摩擦力达到确定的最大值，偏角也达到最大值。全被动力与法线间的夹角的最大值，称为摩擦角。即：摩擦角的正切等于静摩擦因数。摩擦角与摩擦因数一样，都是表示材料表面性质的量。NFFtanmaxf二、自锁现象72020/2/29竖直面上物体自锁示意图ααF2F1F1F4F3F2ＦＦxＦyfＦNＦ′αθ水平面木块自锁示意图物块平衡时，静摩擦力不一定达到最大值，可在零与最大值Fmax之间变化，所以全被动力与法线间的夹角也在零与摩擦角之间变化，即由于静摩擦力不可能超过最大值，因此全被动力的作用线也不可能超出摩擦角之外，即全约束力必在摩擦角之内。1．自锁现象如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，物块必定保持静止，这种现象称为自锁现象。在自锁情况下，主动力的合力FR与法线间的夹角，因此，FR与全被动力FRA必能满足二力平衡条件，且如图所示。ff2．不发生自锁的条件如果全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角之外，则无论这个力怎样小，物块一定会滑动，这种现象称为不自锁现象。3．利用摩擦角测定静摩擦因数因为当物块处于临界状态时求得摩擦因数，即tantanf4．斜面的自锁条件142020/2/29一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。则物块A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不变D．受到的合外力增大θFA