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文档简介

自锁现象及分析2021/10/101一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁（定）现象。自锁现象的定义2021/10/102重力为G的物体，放置在粗糙的水平面上：当用适当大小的水平外力（如F1）推它时，总可以使它动起来。当用竖直向下的力去推（如F2），显然它不会动。使F2的方向旋转一个小角度（如F3），就算用再大的力它也不一定会运动。只有当力的方向与竖直方向的夹角超过某一角度值时（如F4），才可能用适当的力将它推动，而小于这一角度，无论用多大的力都不可能推动它。这一现象称为静力学中的“自锁现象”。水平面上的自锁现象Ｆ1Ｆ4Ｆ2Ｆ32021/10/103当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ（中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别），则最大静摩擦力为fM＝μFN。水平面对物体的作用力F′（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直方向的夹角α称为摩擦角无论支持力FN如何变，α保持不变，其大小仅由摩擦因数决定。问题分析fＦNＦ′α2021/10/104设用斜向下的推力F作用于物体，方向与竖直方向成θ问题分析ＦfＦNθF趋于无穷大时仍然成立2021/10/105紧靠在竖直墙壁上的物体，在适当大的外力作用下，可以保持静止。当外力大到重力可以忽略，无论用斜向上的力，还是用斜向下的力，发生自锁的条件与水平面的情况是相同的。如改用与竖直墙壁的夹角来表示，临界角α0可表达为α0＝arctan1/μ。竖直面的自锁现象F1ααF2αF22021/10/106斜面上的物体不自由滑落的条件：斜面的自锁现象F斜面上的物体受到外力F的作用，当F与F1之间的夹角小于θ时，仍然处于自锁状态，物体保持静止。2021/10/107如图所示，由两根短杆组成的一个自锁起重吊钩，将它放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图（b）所示。当钢绳匀速向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，若摩擦力足够大，就能将重物提升起来，罐越重，短杆提供的压力足够大，称为“自锁定机构”。若罐重力为G，短杆与竖直方向夹角为θ=60º，求吊起该重物时，短杆对罐壁的压力（短杆的质量不计）自锁现象的应用GFF1F2FNFf(c)θθ(a)(b)静摩擦力至少应为多大？2021/10/108尖劈可以用来卡紧物件。如果尖劈的锐角足够小，它可以嵌入木头缝或墙缝里，这是由于摩擦力的作用使尖劈静止在木头缝中或墙缝里，称为摩擦自锁

。像木器家具中常在横接处打入木楔就是应用尖劈摩擦自锁的原理。尖劈摩擦

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