摩擦曲线的原理和应用教案
摩擦磨损实验报告
摩擦磨损实验报告一、引言摩擦磨损实验是工程领域中常见的一种实验方法，通过模拟材料或器件表面的微观接触，研究摩擦过程中的磨损特性和机理。
本实验报告旨在对摩擦磨损实验的目的、原理、实验装置和结果进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、目的本实验的目的是通过设计和进行摩擦磨损实验，探究不同材料在不同工况下的磨损特性及其机理，为工程设计和材料选择提供理论依据。
三、原理摩擦磨损实验的原理基于摩擦学和材料科学的知识。
在实验中，通过施加一定的载荷和运动速度，使两个试样或试样与摩擦片之间发生摩擦接触。
在摩擦接触过程中，表面微观起伏、化学反应和热效应等因素共同作用，导致材料表面的磨损和形貌变化。
摩擦磨损实验可分为干摩擦和润滑摩擦两种情况。
在干摩擦实验中，试样之间没有润滑剂的存在，摩擦过程可能引起大量的磨粒生成和表面热量积累，导致试样表面的磨损。
而润滑摩擦实验则通过添加润滑剂，减少试样间的摩擦热和磨损程度。
四、实验装置进行摩擦磨损实验需要一套实验装置，包括：1.摩擦磨损试验机：用于施加载荷和控制运动速度，一般具有高精度和可控性能。
2.试样和摩擦片：选择不同材料的试样和摩擦片，根据实验需求确定形状、尺寸和表面处理方式。
3.测量仪器：包括摩擦力传感器、位移传感器、温度传感器等，用于实时监测试样的摩擦力、位移和温度等参数。
4.润滑剂：用于润滑摩擦接触表面，减少磨损程度和摩擦热。
五、实验过程本次实验的具体过程如下：1.准备试样和摩擦片：根据实验要求选择不同材料的试样和摩擦片，进行尺寸加工和表面处理。
2.调节实验参数：根据实验设计，设置载荷大小、运动速度和实验时间等参数。
3.安装试样和摩擦片：将试样和摩擦片固定在实验装置上，确保摩擦接触表面平整、清洁。
4.启动实验：运行实验装置，开始施加载荷和控制运动速度，记录实验过程中的数据和现象。
5.停止实验：根据实验时间或实验目标要求，停止实验运行，取下试样和摩擦片进行观察和分析。
6.数据处理：根据实验结果，进行数据处理和曲线拟合，得到摩擦力、位移和温度等参数的变化趋势。
教科版(2024秋)科学三年级下册1.3直线运动和曲线运动教学设计及反思
本节课旨在让学生掌握直线运动和曲线运动的基本概念，了解生活中的运动现象，培养学生观察、思考和动手实践的能力。
核心素养目标
1.科学探究：培养学生观察、描述物体直线运动和曲线运动的能力，通过实验和实例分析，提高学生提出问题、设计实验、收集数据、得出结论的科学探究能力。
内容逻辑关系
2. ②曲线运动的概念和特点：曲线运动包括圆周运动和抛物线运动，其特点是路径是曲线，速度和方向可能变化。
3. ③物体运动状态与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，如摩擦力、向心力等可以改变物体的直线运动或曲线运动状态。
4. ④观察和分析运动现象的方法：通过观察、实验等方法，收集和分析物体运动数据，从而能够对运动现象进行科学解释。
教科版（2024秋）科学三年级下册1.3直线运动和曲线运动教学设计及反思
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节来自指导教师授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章节名称）
教科版（2024秋）科学三年级下册1.3直线运动和曲线运动教学设计及反思
教学内容
教科版（2024秋）科学三年级下册第一章《运动和力》中的1.3直线运动和曲线运动，内容包括：
2.拓展建议：
-家长协助：鼓励家长参与学生的课后学习，与孩子一起探讨生活中的直线运动和曲线运动现象，共同完成一些简单的动手实验。
-课后实践：建议学生利用课余时间，观察和记录身边的直线运动和曲线运动实例，尝试用所学的物理知识进行解释。
-小组合作：鼓励学生结成学习小组，共同完成一些有关直线运动和曲线运动的探究项目，如制作小型赛车、探究摩擦力对运动的影响等。
磨擦磨损及润滑课件.ppt
润滑脂的主要质量指标
1)锥(针)入度(或稠度)
指一个重1.5N的标准锥体，于25℃恒温下，由润滑脂表面经5s刺入的深度 (以 0.lmm计)。它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。锥入度愈小表明 润滑脂愈稠。
2)滴点
在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度叫 润滑脂的滴点。润滑脂的滴点决定了它的工作温度。润滑脂的工作温度至少应低 于滴点20℃。
性能指标：
1）粘度：油的流动阻力或指抵抗变形的能力。是润滑油最重要的性能之一.
2）油性：又叫润滑性，指润滑油中极性分子与金属表面形成物理吸附膜或化学 吸附膜的润滑性能。
3）凝点：又叫流动点，润滑油开始失去流动性的最高温度。是低温下工作的润 滑 油的重要指标。
4）闪点和燃点：指油在标准仪器中加热所蒸发出的油汽，遇火焰能发出闪光的最 低温度。是高温工作油的重要指标（通常应使工作温度比油的闪点低30～40℃。 ）.
(3)飞溅润滑
利用转动件(例如齿轮)或曲轴的曲柄等将润滑油溅成油星以润滑轴承。
(4)压力循环润滑
用油泵进行压力供油润滑,可保证供油充分,能带走摩擦热以冷却轴承。 这种润滑方法多用于高速、重载轴承或齿轮传动上。
2．脂润滑
脂润滑只能间歇供应。加脂方式有人工加脂、脂杯加脂和集中润滑系统 供脂，旋盖式油脂杯是应用得最广的脂润滑装置。
摩擦副接触面积示意图
(3)修正粘附理论
真空中的洁净金属发生摩擦时，其摩擦系数要比常规环境里的摩擦系数大得多。 鲍登等人于1964年又提出了一种更切合实际的修正粘附理论。接触区同时有压 应 力和切应力存在 ,在复合应力作用下，接触区出现了结点增长的现象。
当两金属界面被表面膜分隔开时,τBj为表面膜的剪切强度极限；当剪断发生 在较软金属基体内时,τBj 为较软金属基体的剪切强度极限τB；若表面膜局部破 裂并出现金属粘附结点时，τBj将介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切 强度极限之间。
铁轨和轮子的摩擦力铁路系统如何利用摩擦力控制列车的速度和方向
铁轨和轮子的摩擦力铁路系统如何利用摩擦力控制列车的速度和方向摩擦力在铁轨和轮子交互作用中起着至关重要的作用，铁路系统正是通过调节摩擦力来控制列车的速度和方向。
本文将介绍铁轨和轮子的摩擦力在铁路系统中的应用及其相关原理。
一、摩擦力的基本原理摩擦力是物体之间接触面上的相互作用力，其大小与接触面的压力和物体表面之间的摩擦系数有关。
在铁轨和轮子的接触面上，由于两者并不是完全光滑的，存在微小的凹凸以及不规则的表面结构，因此会产生摩擦力。
二、摩擦力在列车制动中的应用1. 制动系统的基本原理列车制动是通过增加轮轴和车轮之间的摩擦力来减缓和停止列车的运动。
在蒸汽机车时代，常用的制动方式是手动操作调节车轮与轨道之间的摩擦力。
而在现代列车中，常采用空气制动系统来实现制动的迅捷和精确。
2. 空气制动系统的工作原理空气制动系统通过控制空气压力的变化来调节制动力的大小。
当列车需要减速或停车时，列车司机会触发制动指令，使空气制动装置释放压力，当轮轴和车轮受到制动器夹持时，产生的摩擦力将减速列车。
三、摩擦力在列车加速中的应用1. 牵引系统的基本原理列车的加速是通过将机车或动车组的牵引力传递给车轮来实现的。
牵引系统利用摩擦力将机车的动力传递给车轮，使列车获得运动能力。
2. 电力牵引系统的工作原理现代电力牵引系统通过电机驱动车轮，使其转动从而产生牵引力。
电机的转动通过减速齿轮传递给车轮，摩擦力在减速齿轮和车轮之间产生，从而产生了牵引力。
四、摩擦力在列车转弯中的应用1. 转弯半径与摩擦力的关系在列车转弯中，摩擦力的大小直接影响着列车的转弯半径。
摩擦力越大，列车转弯半径越小。
因此，在设计铁路线路时，需要考虑列车的转弯半径以及相应的摩擦力。
2. 曲线区段的摩擦力调节为了确保列车安全行驶，铁路系统会在曲线区段进行摩擦力的调节。
通过限制列车的速度，并调整轮轴与车轮之间的压力，使得涵盖曲线区段的摩擦力能够满足列车的安全运营要求。
五、摩擦力对列车运行的影响1. 摩擦力大小的限制摩擦力的大小对列车的运行速度和加速度有一定的限制。
《工程力学》授课教案
《工程力学》授课教案第一章：引言1.1 课程介绍解释工程力学的基本概念和重要性。
强调工程力学在工程领域中的应用和意义。
1.2 力学的基本原理介绍牛顿三定律和力学的基本原理。
解释力和运动的关系。
1.3 单位制和量纲介绍国际单位制（SI）和常用力学单位。
强调量纲一致性的重要性。
第二章：静力学2.1 概述介绍静力学的基本概念和应用。
解释平衡条件和平衡方程。
2.2 力的分解和合成讲解力的分解和合成的原理和方法。
提供实例演示和练习。
2.3 摩擦力介绍摩擦力的概念和计算方法。
讨论静摩擦和动摩擦的区别和应用。
第三章：运动学3.1 运动学基本概念介绍位移、速度、加速度等基本运动学概念。
解释瞬时速度和瞬时加速度的概念。
3.2 直线运动讲解直线运动的位移、速度和加速度的关系。
提供直线运动的实例和问题解决。
3.3 曲线运动介绍曲线运动的基本概念和特点。
解释圆周运动和抛物线运动等曲线运动的形式。
第四章：动力学4.1 牛顿第二定律介绍牛顿第二定律的内容和表达式。
解释力、质量和加速度之间的关系。
4.2 动量定理讲解动量定理的内容和应用。
提供动量定理的实例和问题解决。
4.3 动能和势能介绍动能和势能的概念和计算方法。
解释机械能守恒定律。
第五章：材料力学5.1 概述介绍材料力学的基本概念和应用。
解释应力、应变和材料强度等基本概念。
5.2 应力和应变讲解应力和应变的定义和计算方法。
提供应力和应变的实例和问题解决。
5.3 材料强度和失效介绍材料强度和失效模式的概念。
解释弹性极限、塑性极限和断裂极限等材料强度的性质。
第六章：梁的弯曲6.1 弯曲基本概念介绍梁的弯曲现象及其基本参数，如弯矩、剪力、弯曲应力。
解释梁的弯曲理论，包括弹性理论和塑性理论。
6.2 弯曲强度计算讲解梁在弯曲状态下强度的计算方法。
分析影响梁弯曲强度的因素，如材料属性、截面形状和尺寸、加载方式。
6.3 弯曲变形介绍梁弯曲变形的基本概念和计算方法。
讨论梁的弯曲变形对结构性能的影响。
曲线运动 运动的合成和分解教学案
课题：4.1曲线运动 运动的合成和分解一、教学目标1.教学目标：通过做曲线运动的条件让学生掌握曲线运动的特点；运动的合成与分解2.学习目标：做曲线运动的条件；运动的合成与分解体会合成与分解3.学习重点：做曲线运动的条件；运动的合成与分解二、学习过程与指导二、运动的合成与分解 (1)基本概念①运动的合成：已知分运动求合运动． ②运动的分解：已知合运动求分运动．(2)分解原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解． (3)遵循的规律位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则． (4)合运动与分运动的关系①等时性：合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止． ②独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响．③等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果．三、运动的合成及性质1．运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移 、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵循平行四边形定则． 2．合运动的性质判断⎨⎧加速度或合外力⎩⎪⎨⎪⎧变化：非匀变速运动不变：匀变速运动加速度或合外力与速度方向⎨⎪⎧共线：直线运动A 层题：1.做曲线运动的质点，所受合外力方向和速度方向的关系，正确的是( ) A ．一定相同 B ．可能相反 C ．可能垂直 D ．一定垂直2.一条平直小河的河水由西向东流，水流速度的大小为4/v m s =水，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，已知小船在垂直河岸方向运动的规律满足260.05x t t =-，且小船刚好到达河对岸，则小船在渡河的这段时间内的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．小船渡河的轨迹为直线 B ．小船在河水中40s 时的速度为41/m s C ．小船在河水中40s 时的位移为160mD ．小船到达河对岸时沿河岸方向运动的位移为240m3．两个直线运动的合运动性质的判断根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动，具体分以下几种情况：两个互成角度的分运动 合运动的性质 两个匀速直线运动匀速直线运动 一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动 两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v 合与a 合共线，为匀变速直线运动如果v 合与a 合不共线，为匀变速曲线运动★【练】如图1是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景，小刘模拟消防水柱的示意图如图2所示。
摩擦学原理固体摩擦
mxx kx fW
（3.6）
假设在某个速度区间，动摩擦系数与相对滑动速度之间呈线性减小关系，
即：
f f0 g(V x)
（3.7）
式中，f0是与速度无关的动摩擦系数，g表示动摩擦系数与相对滑动速度
曲线的斜率。
根据上述粘滑现象的动力学模型，防止粘滑的途径有两条：
1、设法增大系统刚度、阻尼和滑动体的质量；
2、设法减小动、静摩擦系数的差异，如采用纸基摩擦材料就可以减小 静动摩擦比，同时使得摩擦系数-滑动速度曲线在系统的工作速度范围内 保持正梯度或较小的变化。
3.1.4 Preset displacement (预位移)
将式（3.7）代入式（3.6）有：
mx ( gW )x kx ( f0 gV )W
（3.8）
若 gW ，或 g ，该系统的阻尼为负值，当加速时就会发
生振动。
W
滑动摩擦的粘滑现象会影响机器工作的平稳性。
例如摩擦离合器啮合产生的颤动、车辆在制动过程中的尖叫、刀具切削 金属时的振动以及滑动导轨在缓慢移动时的爬行现象等都与摩擦粘滑现 象有关。这类振动现象有时也称为摩擦诱发振动或摩擦自激振动。
粘滑问题的等效力学模型
粘滑时的位移—时间曲线
设摩擦副的一方（质量为m）在滑动方向上受到一个等效弹簧（刚度为k） 和一等效线性阻尼（阻尼系数为）的约束，与它接触的另一方以速度V
运动。当外力尚未达到静摩擦力时，双方粘连在一起，共同以绝对速率 运动，此时上方的摩擦副的位移满足下式：
kx V fsW
式中，W表示正压力或载荷，fs 是静摩擦系数。 当物体m从静止状态的原点O沿运动方向逐渐增大位移x=Vt时，弹簧力 随之线性增大即kVt，系统存储的弹性能，在某一时刻t=tA时，物体到达 A点，此时有：
第三章 摩擦、磨损和润滑
适当的润滑是减小摩擦、减轻磨损和降低能量消耗的有效手 段。
第一节 摩 擦
摩擦的种类 1）内摩擦：发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的摩擦。 2）外摩擦：当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑
在液体摩擦状态下，其摩擦性能取决于流体内部分子之间的 粘滞阻力，故摩擦因数极小(约为0.001～0.008)，是一种理想的 摩擦状态。摩擦规律也已有了根本的变化，与干摩擦完全不同。
四、混合摩擦
当两摩擦表面不能被具有压力的液体层完全分隔开，摩擦表 面间处于既有边界摩擦又有液体摩擦的混合状态称为混合摩擦。
边界膜有两大类：吸附膜和化学反应膜。吸附膜又分为物理 吸附膜与化学吸附膜。
物理吸附膜是由分子引力所 形成的。吸附膜吸附在金属表面 的模型如图2.3.4所示。
化学吸附膜是润滑油分子 以其化学键力作用在金属表面 形成保护膜，它的剪切强度与 抗粘着能力较低，但熔点较高 (约120°C)。所以，能在中等 速度及中等载荷下起润滑作用。
机械零件的磨损过程分为：磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损 阶段。
按照磨损失效的机理，磨损主要有四种基本类型，即磨粒磨损、 粘着磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损。
（1）磨粒磨损 外界进入摩擦表面间的硬质颗粒或摩擦表面上 的硬质凸峰，在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象。特征是摩擦表 面沿着滑动方向形成划痕，在一些脆性材料上还会有崩碎和颗粒。
中心值列于表2.3.1。
此外，常用的还有比较法测定粘度，称为条件粘度(或相对粘 度)。我国常用的条件粘度为恩氏粘度，即在规定温度下200cm3的 油样流过恩氏粘度计的小孔(直径2.8 mm)所需时间(s)与同体积的 蒸馏水在20°C下流过相同小孔时间的比值即为该油样的恩氏粘度， 以符号°Et表示，其角标t表示测定时的温度。美国常用赛氏通用 秒(SUS)，英国常用雷氏秒(R)作为条件湿或吸附于金属摩擦表面 形成边界膜的性能称为油性。吸附能力强，则愈有利于边界油膜的 形成，油性愈好。
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摩擦曲线的原理和应用教案
一、引言
摩擦曲线是描述摩擦力与物体之间相对运动速度之间关系的一种曲线模型。
在实际应用中，摩擦曲线的研究对于理解物体运动、设计运动系统以及优化摩擦配对都具有重要的意义。
本文档将介绍摩擦曲线的原理和应用，帮助学生理解和掌握这一概念。
二、摩擦曲线的原理
摩擦曲线是通过实验测定得到的一种描述摩擦力与物体相对运动速度之间关系的曲线模型。
摩擦曲线包括静摩擦曲线和动摩擦曲线两种情况。
2.1 静摩擦曲线
静摩擦曲线描述了物体在静止状态下与表面之间的摩擦力与外力之间的关系。
在静止状态下，物体受到的外力与摩擦力相等，通过实验可以得到当外力逐渐增大时，物体开始运动的临界点。
静摩擦曲线通常呈现出斜率逐渐增大的趋势，即随着外力增大，摩擦力也随之增大。
2.2 动摩擦曲线
动摩擦曲线描述了物体在运动状态下与表面之间的摩擦力与相对速度之间的关系。
在物体运动时，摩擦力与速度之间存在一个动摩擦系数，通过实验可以得到动摩擦系数与速度之间的关系。
动摩擦曲线通常在低速时呈现出较高的摩擦力，随着速度的增加逐渐趋于稳定。
三、摩擦曲线的应用
摩擦曲线在物理学和工程领域有着广泛的应用，下面列举了几个常见的应用场景。
3.1 物体运动的理解
通过摩擦曲线，可以深入理解物体在不同状态下的运动规律。
学生可以通过摩擦曲线来了解物体在各个阶段是如何受到摩擦力的作用的，从而更好地理解运动的本质。
3.2 设计运动系统
在设计运动系统时，摩擦曲线可以帮助工程师选择合适的摩擦配对，从而实现系统的正常运行。
摩擦曲线可以提供有关不同材料的摩擦性能的信息，以便在设计过程中做出合理的选择。
3.3 优化摩擦配对
通过摩擦曲线，可以对不同材料的摩擦性能进行定量比较和评估。
工程师可以通过研究摩擦曲线，找到最佳的摩擦配对，从而提高系统的效率和性能。
四、总结
摩擦曲线的原理和应用是物理学和工程学中重要的内容。
通过理解和掌握摩擦曲线的原理，可以更好地解释物体运动的规律。
在实际应用中，摩擦曲线可以帮助工程师设计运动系统并优化摩擦配对，提高系统的效率和性能。
希望本文档能够帮助学生理解和应用摩擦曲线的概念。