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青 岛 黄 海 学 院 教 师 教 案 年 月 日 课 时 2 课 题 2.4摩擦时候的平衡问题 教学目的 摩擦力的分类要求熟练掌握 教学重点 摩擦平衡方程的求列 教学难点 学会判定摩擦力的求解方程 教学关键点 巧妙利用方程解决复杂的平衡问题 教 具 三角板、教鞭、圆规 板书设计 摩擦类型：滑动摩擦和滚动摩擦 一、滑动摩擦 1.静摩擦力：滑动趋势 2.动摩擦力：相对滑动 物体自锁的条件： α≤φf 摩擦角与自锁现象 1．摩擦角φf：全约束力FR与接触面公法线之间的夹角称为摩擦角。 2.摩擦锥：摩擦角也是表示材料摩擦性质的物理量 青 岛 黄 海 学 院 教 师 教 案 教 学 内 容 及 教 学 过 程 新课导入： 提示与补充 一、静定与超静定问题的概念 静定问题：有惟一解 超静定问题：仅用静力学平衡方程不能求得全部未知力，必须考虑物体变形并建立变形协复习上节课所学习内容 调方程，才能解出全部未知力的问题。 二、物系的平衡 物系平衡问题的求解步骤： 1）在具体求解前，画出系统整体、局部及每个物体的分离体受力图。 2）分析受力图（全部可解、局部可解、暂不可解三类） 3）确定求解顺序 新课讲授： 摩擦力复习 2.4 考虑摩擦时的平衡问题 摩擦类型：滑动摩擦和滚动摩擦 滑动摩擦 1.静摩擦力：滑动趋势 2.动摩擦力：相对滑动 3．摩擦力的计算方法： 1）库仑摩擦定律：最大静摩擦力、临界静止状态、正压力FN、静摩擦系数fs 摩擦角的引入 Ffm=fsFN 2)主动力变则静摩擦力变，一般而论：0≤Ff＜Ffm 3）滑动摩擦力F'f=fFN 摩擦角与自锁现象 1．摩擦角φf：全约束力FR与接触面公法线之间的夹角称为摩擦角。 2.摩擦锥：摩擦角也是表示材料摩擦性质的物理量，它表示全约束力能够偏离 接触面法线方向的范围，若物体与支承面的摩擦因数在各个方向都相同，则这 个范围在空间就形成一个锥体，称为摩擦锥。 3．自锁：主动力F的作用线只要摩擦锥范围内，约束面必产生一个与之等值、共线、反向的全约束力FR与之相平衡，而全约束力的切向分量静滑动摩擦力永远小于或等于最大静摩擦力Ffm，物体处于静止状态，这种现象称为自锁。 4、物体自锁的条件： α≤φf 考虑摩擦时物体的平衡问题 平衡范围：在列出物体的力系平衡方程后，应再附加上静摩擦力求解条件作为补充方程，而且由于静摩擦力Ff有一个变化范围，故问题的解答也是一个范围，称为平衡范围。 一、滑动摩擦 两个相互接触的物体，当它们发生沿接触面的相互滑动或有相对滑动趋势时，彼此间产生阻碍这个运动或运动趋势的力，称为滑动摩擦力。 1. 静滑动摩擦力 (1)方向 与两物体间相对滑动的趋势方向相反。 (2)大小 由静力平衡方程确定，且有 0≤ F s ≤ F max? ，其中 F max? 为最大静滑动摩擦力。 2. 最大静滑动摩擦力 当物块处于临界平衡状态时，静滑动摩擦力达到最大值。最大静滑动摩擦力与物体对支承面的正压力 F N 成正比，即 F max? = F N ? f s ，其中 f s 称为静滑动摩擦因数，为无量纲常数，其值与相互接触表面的材料、粗糙度、湿度、温度等有关，一般由实验的方法测定。 3. 摩擦角与自锁现象 (1)全反力 支承面的反力包括了两个分量，即法向反力 F N 与静滑动摩擦力 F s ，这两个力的合力称为全反力，如图3-3-1-1所示。即 F R = F N + F s 自锁的条件的判定 理解滑动摩擦