中职物理高教版（2021）通用类主题一 运动和力第三节 重力 弹力 摩擦力教学设计

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          2、考虑摩擦的平衡问题 (几何法)                       摩擦角及滚动摩阻 
 利用摩擦角求解临界平衡问题    例1 凸轮挺杆机构滑道尺寸为d，宽度为b，挺杆与滑道间静滑动摩擦系数为fs，不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量； 求：挺杆不被卡住之尺寸a 值. 
解：显然a越小越不容易被卡住，取刚好要卡住还没有卡住的临界状态，分析挺杆受力。
FAmax A b
d FFNRAAff
将FNA和FAmax用全约束力FRA代替，它与法
FNBF B F
线间的夹角为φ
。同理得到F 。
RB FBmax
 由几何关系
f b  (a极限 
RBd ) tan2 f
   (a极限 
d ) tan M2 f
 2a极限
tan  f
 2a极限 f S
ea极限a
a  b
故挺杆不被卡住时：a  b
极限 2 f
2 fs
摩擦角及滚动摩阻
 例2 如图所示机构中，楔块A倾角为θ，可在水平方向运动，滑块B可在竖直方向滑动，不计A、B的自重，两物体之间的静滑动摩擦系数为fS，其它接触   处光滑。今在B上作用竖直方向力P，A上作用水平向左的作用力F。求：使系统保持平衡的力F的值.解：取AB整体为研究对象，画受力图 
Fy  0 
FNAP0FNA  P
 
当力F小于最小临界值F1时，楔块A向右运动取楔块A为研究对象，取临界状态，画受力图忽略楔块A的大小，三个汇交力平衡，画封闭的力三角形。F1
   Fmax1
F1 
FNA
tan(
 f )
FNA
  FBA F1
 P tan(
 f )
FR1
  f
FR1
θFNA
  设力F大于临界值F2时，楔块A向左运动取楔块A为研究对象，取临界状态，画受力图忽略楔块A的大小，三个汇交力平衡，画封闭的力三角形。  F2   
F2 
FNA
tan(θ
 f ) 
P tan(θ
 f )
   P tan(  f )  F  P tan(  f )      摩擦角及滚动摩阻