摩擦角与自锁现象

1、 摩摩 擦擦 角角 和和 自自 锁锁 现现 象象 一、摩擦角一、摩擦角 1支承面的全约束力支承面的全约束力 当有摩擦时，支承面对平衡物体的作用当有摩擦时，支承面对平衡物体的作用力包含支持力力包含支持力FN和切向静摩擦力和切向静摩擦力Ff。 这两个分力的矢量和：这两个分力的矢量和：FRA = FN + Ff 。 称为支承面的称为支承面的全被动力全被动力，它的作用线与接触，它的作用线与接触面的公法线成一偏角面的公法线成一偏角 ，如图所示。，如图所示。 2摩擦角摩擦角 当物块处于当物块处于时，静摩擦力达时，静摩擦力达到确定的最大值，偏角到确定的最大值，偏角 也达到最大也达到最大值值 。 全全被动力被

2、动力与法线间的夹角的最大值与法线间的夹角的最大值 ，称为，称为摩摩擦角擦角。 即：摩擦角的即：摩擦角的正切正切等于静摩擦因数。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摩擦角与摩擦因数一样，都是表示材料表面性质的量。的量。 NFFtanmaxf 二、自锁现象二、自锁现象72022-1-11竖直面上物体自锁示意图竖直面上物体自锁示意图F2F1F1F4F3F2xyfN水平面木块自锁示意图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，物块平衡时，静摩擦力不一定达到最大值，可在零与最大值可在零与最大值F Fmax之间变化，所以全之间变化，所以全被被动力动力与法线间的夹角与

3、法线间的夹角 也在零与摩擦角也在零与摩擦角 之间变化，即之间变化，即由于静摩擦力不可能超过最大值，因此全由于静摩擦力不可能超过最大值，因此全被被动力动力的作用线也不可能超出摩擦角之外，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。即全约束力必在摩擦角之内。 1自锁现象自锁现象 如果作用于物块的全部主动力的如果作用于物块的全部主动力的 合力合力FR的作用线在摩擦角的作用线在摩擦角 之内，之内， 则无论这个力怎样大，物块必定保持则无论这个力怎样大，物块必定保持 静止，这种现象称为静止，这种现象称为自锁现象自锁现象。 在自锁情况下，在自锁情况下，主动力主动力的合力的合力F FR R 与法

4、线间的夹与法线间的夹角角 ，因此，因此，F FR R 与与全被动力全被动力 F FRA 必能满必能满足二力平衡条件，足二力平衡条件， 且且 如图如图 所示。所示。 f f 2不发生自锁的条件不发生自锁的条件 如果全部主动力的合力如果全部主动力的合力 FR 的作的作 用线在摩用线在摩擦角擦角 之外，则无论这个力怎样小，物块一之外，则无论这个力怎样小，物块一定会滑动，这种现定会滑动，这种现 象称为不自锁现象。象称为不自锁现象。 3利用摩擦角测定静摩擦因数利用摩擦角测定静摩擦因数 因为当物块处于临界状态时因为当物块处于临界状态时 求得摩擦因数，即求得摩擦因数，即 tantanf 4斜面的自锁条件斜面的自锁条件 142022-1-11一质量为一质量为m m的物块恰好静止在倾角为的物块恰好静止在倾角为斜面上。现对斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力物块施加一个竖直向下的恒力F F，如图所示。则物块，如图所示。则物块 A A仍处于静止状态