第三章摩擦学设计

第三章 磨擦、磨损及润滑（一）教学要求掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程和机理及润滑的类型及润滑剂类型。

（二）教学的重点与难点摩擦副基本性质和典型磨损过程（三）教学内容§3—1 摩擦摩擦——两接触的物体在接触表面间相对滑动或有一趋势时产生阻碍其发生相对滑动的切向阻力，——这种现角叫磨擦磨损——由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移，即形成磨损。

使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏→精度、可靠性↓效率↓直至破坏润滑——减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。

摩擦学（Tribology ）——包含力学、流变学、表面物理、表面化学及材料学、工程热物理学等学科，是一门边缘和交叉学科。

摩擦 内摩擦——发生在物质内部外摩擦——两个相互接触表面之间的摩擦接运动状态——摩擦 静摩擦——仅有相对滑动趋势时的摩擦动摩擦本节只讨论金属摩擦副的滑动摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的状况，干摩擦 ——最不利滑动摩擦 边界摩擦（边界润滑） ——最低要求流体摩擦（流体润滑） ——如图3-1所示混合摩擦（混合润滑） ——最理想各种状态下的摩擦系数见表3-1，图3-2为摩擦特性曲线p v f /ηλ=-的关系。

一、干摩擦——两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦而实际上，即使很洁净的表面上也存在脏污膜和的氧化膜，∴实际f 比在真空中测定值小很多。

摩擦理论：①库仑公式 n f fF F =（n F —法向力）——至今沿用机理：②机械摩擦理论→认为两个粗糙表面接触时，接触点相互啮合，摩擦力为啮合点问切向阻力的总和，表面越粗糙，摩擦力就越大。

但不能解释光滑表面间的摩擦现象——表面愈光滑、接触面越大，f F 越大，且与滑动速度V 有关。

③新理论：分子—机械理论、能量理论、粘着理论—常用简单粘着理论：如图3-3所示，摩擦副真实接触面积Ar 只有表现接触面积A 的百分之一和万分之一，)10000~100/(A Ar =，∴接触面上压力很大，很容易达到材料的压缩屈服极限sy σ→产生塑性流动→接触面↑，∴n F ↑应力并不升高 ∴sy nF Ar σ= （3-1）接触点塑性变形后→脏污膜遭破坏，容易使基本金属产生粘着现象→产生冷焊结点→滑动时，先将结点切开，设结点的剪切强度极限为B τ，则摩擦力为B sy nB r f F A F τστ== （3-2） ∴金属摩擦系数syB n fF F f στ== （3-3） B τ 两接触金属中较软者的剪切强度——剪切发生在软金属站界面的剪切强度极限B f f B ττττ<<=,（脏污表面）——剪切发生在结点金属上 sy σ——较硬的基本材料的压缩屈服极限∵大多数金属sy B στ/很相近，∴f 很相近∴降低摩擦系数的措施：在硬金属基体表面涂覆一层极薄的软金属（使）sy σ取决于基体材料，B τ取决于软金属。

初中物理《摩擦力》教案设计（5篇）第一篇：初中物理《摩擦力》教案设计初中物理《摩擦力》教案设计一、教案背景1、面向学生：初中学生2、教材版本：苏科版八年级下册3、学科：物理4、课时：2课时5、学生课前准备：预习课本，根据导学案初步掌握知识。

二、教学课题1、教学目标的确定(1)知识与技能知道滑动摩擦力与什么因素有关；知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识；进一步熟悉弹簧测力计的使用方法。

培养学生利用知识解决实际问题的能力。

(2)过程与方法经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。

(3)情感态度与价值观：培养学生实事求地是进行实验的科学态度和科学精神。

注重对学生探究能力、创新精神的培养，更注重让学生主动获取知识。

2、教材的重难点本节教材的重难点是引导学生进行探究。

对于教材中的知识点，学生大都能理解和掌握，但更重要的是让学生在探究能力培养和探究过程体验方面，通过对影响滑动摩擦力大小的各种因素的实验探究，突出“猜想与假设”这个环节，同时认识在探究过程中“变量控制”的意义和方法。

三、教材分析1、教材分析:本节课主要讲述滑动摩擦力和决定滑动摩擦力大小的因素。

在讲述摩擦力时，为了不使问题复杂化，教材中没有提出静摩擦的问题，而是统称为摩擦。

教材对滚动摩擦也没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来介绍的。

教材首先通过分析一些事例使学生认识摩擦力的存在，并在此基础上说明摩擦力是阻碍物体相对运动的；随后研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关。

“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力在日常生活和工、农业生产中知识的具体应用，学会根据不同条件选择增大或减小摩擦的方法，但这些应用都基于对影响滑动摩擦力大小因素的理解，因此，应充分重视研究影响摩擦力大小因素的实验。

2、现状分析学生已经学习了力的初步知识，对力的三要素已经有所了解，同时还懂得了弹簧测力计的使用和匀速直线运动等知识。

摩擦学实验的设计与测试在我们的日常生活中，摩擦力是一个非常常见的现象。

无论是我们的行走、运动，还是机器设备的使用，都需要摩擦力的存在。

而摩擦力的大小和性质则会对物体的运动和使用产生很大的影响。

因此，摩擦学作为一个学科，一直受到科学家和工程师们的关注。

而摩擦学实验则是对摩擦力和摩擦系数的研究提供了直观的结果和验证手段。

一、实验目的摩擦学实验的目的主要是研究摩擦力和摩擦系数。

在实验中，我们可以通过测量和计算得到物体间产生的摩擦力的大小，以及摩擦力与物体受力及其接触面积的关系。

同时，我们还可以测试不同材料和表面的物体间摩擦系数的大小和性质，为工程设计的摩擦问题提供可靠性数据。

二、实验器材和方法（1）实验器材常用的摩擦学实验器材主要包括斜面、物体、电子秤、尺子、计时器等。

（2）实验方法在进行摩擦学实验前，首先需要确定实验方案和实验装置。

一般来说，首先需要设置一条斜面，对于不同的实验需要，该斜面的角度和长度也会有所不同。

由于实验过程中需要测量物体的质量和受力情况，因此需要使用电子秤来测量质量，使用力传感器来测量物体所受的力。

同时，为了保证实验的准确性和可靠性，还需要使用计时器等精密仪器来记录实验过程和结果。

接着，我们需要将待测物体放置在斜面上并确定其质量和与斜面的接触面积。

在开始实验时，我们需要先进行一次无摩擦的实验，以计算得到物体在斜面上运动时所受的重力和斜面对物体产生的支持力的大小。

接下来，通过逐步增加物体受力的大小，记录物体在斜面上的位移和所需的时间，进而计算得到物体在斜面上所受的摩擦力的大小。

最后，我们可以通过比较不同材料和表面的物体间产生的摩擦系数的大小和性质，进行深入研究和数据分析。

三、实验注意事项在进行摩擦学实验时，需要注意以下几点：（1）实验前需要对实验器材和环境进行检查和准备，确保实验的可靠性和安全性。

（2）实验过程中需要对数据进行严谨的记录和处理，以保证实验结果的准确性。

（3）实验中需要注意物体的质量、受力情况、斜面角度和长度等实验参数的设置和控制。