1.4 摩擦（教案）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

《汽车机械基础》教案 课 题 1.4 摩擦 课 型 必修 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本书为“十三五”职业教育国家规划教材，是根据教育部《中等职业学校汽车运用与维修专业领域技能型紧缺人才培养培训方案》对机械基础知识的教学要求，并结合汽车相关专业的特点编写而成的。本书内容包括汽车工程力学常识、汽车材料、汽车常用机构及机械传动、汽车液压传动常识四部分，以本专业相应的应用实例为基础，讲述了本专业必需的力学、材料、机械和液压传动的基础知识。 学情分析 中职学生的培养目标是理论够用、注重操作技能的提升，由于他们的文化水平存在差异、依赖性强、学习主动性差，所以在组织教学时要因材施教、耐心的讲解才能达到我们设定的教学效果和目的，培养出更多的实用型技能人才。根据教学大纲和培养目标确定本课的教学目标和教学重点、难点。 学习目标 1.掌握滑动摩擦、滚动摩擦的概念、理解滑动摩擦定律 2.掌握摩擦角与自锁 学习重难点 重点：掌握滑动摩擦、滚动摩擦的概念、理解滑动摩擦定律 难点：掌握摩擦角与自锁 教学方法 讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法 课前准备 (1)备课 (2)准备教具 (3)课前侯课 教学媒体 教材、网络资源、教学视频、相关PPT，多媒体教室 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 在前几节分析物体受力时，都假定物体表面绝对光滑而忽略了物体间的摩擦。事实上，绝对光滑的表面并不存在，接触处都有摩擦。在许多实际问题中，摩擦还起着重要的作用。例如，在机械工程中，常利用摩擦来传动、调速、夹紧、制动等;另一方面，摩擦会造成机器磨损，降低机械效率，故需要减小摩擦。因此，本节将介绍一些有关摩擦的知识。 听讲、思考 培养对本节课内容学习兴趣 活动二： 调动思维 探究新知 1.4.1 滑动摩擦与滚动摩擦 1.滑动摩擦 两个相互接触的物体，当有相对滑动或相对滑动趋势时，其接触表面之间产生的彼此阻碍滑动的力称为滑动摩擦力，简称摩擦力。 2.滑动摩擦定律 实验证明，最大静摩擦力的大小与两物体间的正压力(即法向反力)成正比，称为静滑动摩擦定律，简称静摩擦定律。即 Ffm=fsFN 式中,fs为比例常数，称为静摩擦因数，其大小与接触物体的材料及接触表面的状况(表面和精度、润滑、湿度、调度等)有关，而与接触面积的大小无关。 在图1-38所示结构中，当FT超过最大静摩擦力Fm时，物体将开始的滑动，这时在接触面之间仍然存在阻碍滑动的摩擦力，称为动滑动摩擦力，简称动摩擦力，用F′表示。动摩擦力沿接触面与物体滑动的方向相反。实的证明，动摩擦力F′的大小与接触面正压力FN成正比。称为动摩擦定律，即 F′=fFN 式中，f 为动摩擦因数，与接触的两物体的材料及接触表面的状况有关。通常动摩擦因数小于静摩擦因数。 综合以上分析可知，考虑摩擦问题时，应分清物体所处的状态，再根据平衡条件确定摩擦力。 (1)物体处于静止状态 静摩擦力Fr的大小在0-Ffm范围内变化 (2)物体处于临界状态 最大静摩擦力Ffm=fsFN (3)物体处于滑动状态 动摩擦力F ′ =f FN 3.滚动摩擦 当一个物体在另一个物体表面上滚动(或有滚动趋势)时，受到的接触面的阻碍作用称为滚动摩擦。滚动摩擦的产生是由于物体和平面接触处的形变引起的(图1-39)。物体受重力作用而压入支承面，同时本身也受压缩而变形，因而在向前滚动时，接触前方的支承面隆起，使支承面对物体的法向反力FN的作用点从最低点向前移，所以法向反力FN与重力G不在一条直线上，从而形成了一个阻碍滚动的力偶矩(称为滚动摩擦力矩)，这就是滚动摩擦。 滚动摩擦的大小用力偶矩来量度，且与正压力成正比。一般来说，在其他条件相同的情况下，克服滚动摩擦力矩使物体运动需要的力比克服滑动摩擦力所需要的力小得多。因此，汽车轮胎充气不足时，行驶起来比较费力。 观看、思考 理解滑动摩擦与滚动摩擦的概念及定律 活动三： 调动思维 探究新知 1.4.2 摩擦角与自锁 1.摩擦角 如图1-40所示，在分析物块A的受力情况时，为计算方便，常用法向反力FN与摩擦力F的合力FR来代替它们的作用，称为全反力。可以看出，全反力与接触表面的法线间的夹角将随着摩擦力的增大而增大，当摩擦力达到最大值即最大静摩擦力时，这个夹角将达到最大值，此时的夹角称为摩擦角，用ψm表示。由图1-40可得 tan ψm =Ffm FN /FN=fs 即摩擦角的正切值等于静摩擦因数。因此，摩擦角也是表示材料表面性质的一个物理量。 2.自锁 图1-41a所示为螺旋千斤顶。在其举起重物后，要求丝杠及重物不会自行下降，而在任意位置都能