& 探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验知识点 & “在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”...”习题详情
0位同学学习过此题，做题成功率0%
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变&；实验中应用了　&的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论．你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？　&．你的理由是：　&．（2）请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格．（3）从图中甲、丙两次实验比较，你能得出的结论是：　&．（4）实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性，很难读数，原因是：　&；为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进，如上图乙所示．利用该装置的优点是：　&．（5）小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到　&力的作用，且该力有大小与　&力的大小有关．（6）上学路上，小明看见一辆汽车陷进了泥坑里，司机将一些稻草塞进后轮底下，汽车很快就爬上来了，这是利用增大　&的方法增大摩擦力．&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：网络
分析与解答
习题“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出...”的分析与解答如下所示：
（1）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面和粗糙程度有关，因此，在探究时应控制其中的一个量不变，再探究与另一个量的关系；如果两个量都不相同时，得出的结论是不可靠的；（2）实验中应反映出压力的大小、接触面的不同以及拉力的大小（摩擦力）；（3）甲、丙中压力是相同的，只有接触面的粗糙程度不同，再根据弹簧测力计示数的大小，可得出结论；（4）只有弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力才是一对平衡力，但实验中保持匀速直线运动是不太容易的；改进后我们看到，木块与弹簧测力计相对静止，读数时更容易把握，而且下边的长木板是否做匀速直线运动，都不会影响弹簧测力计的示数；（5）物体之间只要有了相对运动的趋势，它们之间便会有摩擦力的存在，这种摩擦是静摩擦，在本实验中，与拉力的大小有关；（6）根据实验中探究的结论可以看出，将稻草塞进车轮底下后，接触面变得粗糙了，因此摩擦力也就增大了．（1）在探究滑动摩擦力大小与压力大小不变时，应控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小，这种方法叫做控制变量法；实验甲、乙中，接触面的粗糙程度不同，两次的压力也不同，不符合控制变量法研究的要求，因此，得出的结论也是不对的；（2）为了完整记录实验中的各个变量和测量结果，记录的表格应包括接触面的情况、压力的情况以及弹簧测力计的示数等项目，见下表：实验次数接触面情况压力大小/N弹簧测力计示数F/N甲木板&&乙毛巾&&丙毛巾&&（3）观察甲、丙两次实验可以看出，两次的压力是相同的，接触面不同，弹簧测力计的示数不同，故可得出：在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（4）实验中很难保证弹簧测力计的示数稳定，是因为难以控制木块做匀速直线运动，只有木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力才是一对平衡力．改进后装置的优点主要体现在，拉动下面的长木板，木块与弹簧测力计保持相对静止，读数时更稳定，而且木板是否做匀速直线运动对弹簧测力计的示数不会有影响；（5）当物体之间虽然静止，但存在相对运动的趋势时，在接触面也会产生摩擦力的作用，这个摩擦力称为静摩擦力，该力的大小与拉力的大小有关；（6）从这一现象中可以看出，稻草的作用是使车轮与路面的接触面变粗糙，在压力不变的情况下，增大了摩擦力．故答案为：（1）压力的大小，控制变量；不对．没有控制接触面的粗糙程度相同；（2）见上表；（3）在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（4）难以控制木块做匀速直线运动；木块与弹簧测力计位置固定，长木板是否做匀速直线运动对测量结果没有影响；（5）摩擦，拉；（6）接触面的粗糙程度．
找到答案了，赞一个
如发现试题中存在任何错误，请及时纠错告诉我们，谢谢你的支持！
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实...
错误类型：
习题内容残缺不全
习题有文字标点错误
习题内容结构混乱
习题对应知识点不正确
分析解答残缺不全
分析解答有文字标点错误
分析解答结构混乱
习题类型错误
错误详情：
我的名号（最多30个字）：
看完解答，记得给个难度评级哦！
经过分析，习题“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出...”主要考察你对“探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验
【知识点的认识】在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中，小明的实验过程如图所示．
（1）实验操作的关键是什么？（ 匀速拉动木块）
（2）由甲、乙两图得到的结论是：（压力一定，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．）
（3）图乙和图丙探究的问题是：（接触面积一定时，滑动摩擦力与压力的关系）
（4）在此实验的基础上，小明又猜想：滑动摩擦力的大小可能与物体的接触面积有关．请你利用图中已有的器材，设计探究方案验证小明的猜想．（利用图甲（或图乙）的器材，将木块分别平放、侧放和立放，匀速拉动木块，比较弹簧测力计的示数．）【命题方向】题目考查滑动摩擦力的测量方法和控制变量法的运用．探究滑动摩擦力与哪些因素有关的关键是测量滑动摩擦力的大小，但滑动摩擦力的大小不能直接测量，只能通过测量拉力的方法间接测量．只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数．比较甲、乙两图相同的是压力，不同的是接触面，一个是玻璃，一个是木板，它们的粗糙程度不同．这样得到的结论是：压力相同时，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．同理可判断图乙和图丙探究的问题．第四问考查运用控制变量设计实验的能力，即保持其它因素不变，只让物体的接触面积改变．而改变物体的接触面积的最好方法是将长方体木块分别平放、侧放和立放．【解题方法点拨】滑动摩擦力的大小不能直接测量，只能通过测量拉力的方法间接测量．只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数．滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，与接触面积大小无关，与运动速度的大小无关，与是否做匀速直线运动无关，与拉力的大小等因素无关．
与“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出...”相似的题目：
[2014o内江o中考]如图所示，是研究“滑动摩擦力与什么因素有关”的实验装置图．则：由图可知，木块和水平桌面间的滑动摩擦力为&&&&N．当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，如果木块有13伸出到桌面边缘外，那么，此时滑动摩擦力的大小为&&&&N．
[2013o湖北o中考]用如图所示的实验装置做”研究影响滑动摩擦力的因素”的实验．图中显示拉力是&&&&N．
[2013o日照o中考]图1是“测量水平运动物体所受的滑动摩擦力”的实验装置图；实验时在水平桌面上用弹簧测力计水平向左拉动一个长方体木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图16所示；由二力平衡知识可知，木块所受的滑动摩擦力为&&&&N．
“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”...”的最新评论
该知识点好题
1如图是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验．在甲、乙两次实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上作匀速直线运动．则下列说法正确的是（　　）
2以下几个验证性小实验，其中有错误的是（　　）
3探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示．实验时让木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动．下列说法正确的是（　　）
该知识点易错题
1（2011o盐城）小明用图示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．下列操作正确的是（　　）
2探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示．实验时让木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动．下列说法正确的是（　　）
3如图所示，描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景．用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动（图甲、乙），然后用另一只手压在手上在桌面上滑动（图丙）．下面说法中正确的是（　　）
欢迎来到乐乐题库，查看习题“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论．你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？____．你的理由是：____．（2）请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格．（3）从图中甲、丙两次实验比较，你能得出的结论是：____．（4）实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性，很难读数，原因是：____；为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进，如上图乙所示．利用该装置的优点是：____．（5）小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到____力的作用，且该力有大小与____力的大小有关．（6）上学路上，小明看见一辆汽车陷进了泥坑里，司机将一些稻草塞进后轮底下，汽车很快就爬上来了，这是利用增大____的方法增大摩擦力．”的答案、考点梳理，并查找与习题“在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．（1）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变____；实验中应用了____的研究方法，利用图中甲、乙两次实验比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论．你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？____．你的理由是：____．（2）请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格．（3）从图中甲、丙两次实验比较，你能得出的结论是：____．（4）实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性，很难读数，原因是：____；为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进，如上图乙所示．利用该装置的优点是：____．（5）小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到____力的作用，且该力有大小与____力的大小有关．（6）上学路上，小明看见一辆汽车陷进了泥坑里，司机将一些稻草塞进后轮底下，汽车很快就爬上来了，这是利用增大____的方法增大摩擦力．”相似的习题。passive stress
基于1个网页-
force passive control
dream is powered
passive force control system
myocardial biomechanical properties
Solar Dynamics Observatory
quantum chromodynamics
proton motive force
更多收起网络短语
本发明披露了一种可被动力注射器（10）使用的流量估计方案（140）。
A flow rate assessment protocol (140) that may be utilized by a power injector (10) is disclosed.
该模型包含心肌的被动力、主动力和生长应力三种模型。
The model contains three parallel components, including the passive stress, the active stress, and the growth stress.
在退化抓持情况下，接触力的某些分量可能不能由关节力矩提供，成为被动力。
In the case of defective grasping, some components of the contact forces may not be generated by the joint torques of the fingers, thus become passive forces.
Through the dynamics of the counter-plot, the similes reassure us of what Hartman calls the "graceful coexistence of free will and divine providence."
从这个反计的整个催动力来看，这些比喻向我们再次确认了被哈特曼称为,“自由意志和神圣天意华丽的共存“的结合“
So the product of Newtonian mechanics of predicting the future given the present, has got two parts, and one is called kinematics and the other is called dynamics.
所以牛顿力学,基于现状对未来的预测,包含两个部分,一部分被称为运动学,而另一部分被称为动力学
He writes, "Spock must have been driven by some motives or goals.
他写到，斯帕克一定,被某种动力或目标激励。
被动力（约束反作用力）被动力：象物体间的挤压力，绳内张力和摩擦力，没有自己独立自主的方向和大小。要看质点受到的主动力和运动状态而定，处于“被动地位” 。被动力常常作为未知力出现。
以上来源于：
$firstVoiceSent
- 来自原声例句
请问您想要如何调整此模块？
感谢您的反馈，我们会尽快进行适当修改！
请问您想要如何调整此模块？
感谢您的反馈，我们会尽快进行适当修改！导读：摩擦力的研究与应用第1页共7页,，摘要：摩擦力就是当两接触构件间存在正压力时，摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力，广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力，本文以研究轮胎的摩擦为例，深入探讨摩擦力的应用，并简单介绍摩擦学的研究现状以及未来发展方向，关键词：摩擦力，1.摩擦力的定义与总类事实上，只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律，摩擦力分为静摩擦力和动摩摩擦力的研究与应用
第1页 共7页, 摩擦力的研究与应用
摘要：摩擦力就是当两接触构件间存在正压力时，阻止两构件进行相对运动的切向阻力。摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。本文以研究轮胎的摩擦为例，深入探讨摩擦力的应用，并简单介绍摩擦学的研究现状以及未来发展方向。 关键词：摩擦力，应用，研究
1. 摩擦力的定义与总类 事实上，只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力，动摩擦力又可以分为滑动摩擦力和滚动摩擦力。各种摩擦力在实际生活中都是广泛存在和不可缺少的，并且还起着非常重要的作用。有的摩擦力在理论分析中可以由具体的公式进行计算，而有的摩擦力则要通过对具体问题具体分析而计算出来。在物理学中，摩擦力也是最常见和最重要的力之一。 摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩[1]擦力。其它的摩擦力都与耗散有关：它使得相互摩擦的物体的相对速度降低，并将机械能转化为热能。 固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技术中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离，那么它们之间可以产生液体摩擦，假如液体的隔离不彻底的话，那么也可能产生混合摩擦。气垫导轨是利用气体摩擦来工作的。润滑剂和气垫导轨的工作原理都是利用“用液体或气体（即流体）摩擦来代替固体摩擦来工作的。 物体之间产生摩擦力必须要具备以下四个条件： 第一：物体间相互接触 第二：物体间有相互挤压作用 第三：物体接触面粗糙； 第四：物体间有相对运动趋势或相对运动。 摩擦力在实际生活中是普遍存在的，在人类社会的进步与发展中起着非常重要的作用。在现实社会生活中，人要行走、汽车刹车、传送带传输物品等等，都离不开摩擦力的作用；生产上，所有的工厂都用到。如货物的运输、齿轮旋转，皮带运输，轮轴转动等都是靠摩擦力。生活上，汽车在路面上跑，人在地上走，擦桌子、翻书、洗碗、扫地、拿东西等都是靠摩擦力。 2. 摩擦力在生活中的应用： 接下来我们举几个简单的例子，了解摩擦力的应用： 1) 我们走路时，鞋底对地面向后施力，因摩擦而产生向前的作用力，因此得以行走。如果改在冰面上步行时，则因摩擦力过小而难以走动。
2) 手以大小不变之握力握住圆柱形空玻璃杯，使杯口保持水平向上并逐渐将开水注入。若杯子始终呈静止，则手之握力、变化的杯重、与摩擦力间有密切关系。
3) 拿筷子挟卤蛋，筷子之表面必须稍微粗糙不宜太光滑，才能靠摩擦力帮忙把卤蛋送入口中；磨刀石与刀子间适当的摩擦力才能使刀子磨得又快又亮。
4) 汽车也是利用轮胎与地面之间的摩擦力而得以行进。当汽车的引擎运转时，带动轮子转动，轮子和地面的接触点对地面向后施力，因此轮子获得向前的摩擦力，推动汽车前进。
有许多机械的设计也都利用摩擦来传递动力，例如汽车内的飞轮是利用皮带和轮槽间的摩擦来传动， 1 摩擦力的研究与应用
第2页 共7页, 用以驱动风扇、发电机等。为避免打滑，这些皮带的内面还铸成齿状，以增强摩擦。
广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。流体摩擦和流体的性质有关，例如物体在水中时的摩擦力就比在空气中时为大。和固体摩擦力不同的是：流体摩擦力与物体在流体中的运动速度与接触面积的大小有关。物体的速度愈大，或接触面积愈大，则所受到的流体摩擦力就愈大[2]。 例如：机车、汽车、火车、飞机等在高速行驶时，空气之摩擦力或空气阻力就变得很重要，其克服的方法为将运动体作流线型化的设计。可是要使其能安全煞车停止，就又必须依靠摩擦性质作出妥善的煞车设计。大家都可能注意到火车或游览车、货车等较重车辆煞车停止时，都会发出巨大类似叹气之响声。这一响声是来自动力煞车系统，在煞车完成后释放压缩空气所造成。动力煞车系统有真空动力煞车系统与压缩空气动力煞车系统两种。它们都能造成巨大压力，并将其传递到轮子之煞车鼓(或煞车碟)的接触面积上。因为压力强度越大正向接触力就越大，此接触方便产生强大的摩擦力，终使车轮能在短时间内停止滚动，而改以滑动摩擦的方式来阻止车子前进。 3. 探讨轮胎摩擦学，深入分析摩擦力 随着社会进步、科学发展，仅仅把摩擦力当做生活中简单的表象已经不能满足人类对摩擦力追求的渴望，如今各式各样的摩擦力的学术研究发展的越来越高层次，越来越深入与具体。人们都知道摩擦力是使汽车前进的关键，而这里我们就这一观点进行了系统、深入的研究，这就是轮胎摩擦学。我们先简单的了解一下新兴的摩擦力发展方向。 轮胎摩擦学是研究作相对运动的轮胎和道路间相互作用表面及其相关理论与实践的一门科学技术[3]。轮胎与硬路面间的相互作用力(包括摩擦力、支承力等)对车辆的正常行驶是极为重要的。其中摩擦力主要对车辆的全操纵过程，包括加速、制动、正常行驶、侧偏、转弯、控制甚至停车等的稳定性起作用。随着现代车辆速度的提高，操纵稳定性问题变得越来越突出，这就要求对轮胎的力学特性特别是摩擦特性及其可控性有更深入、更全面的了解。同完全弹性体的金属不同，橡胶是粘弹性体，其摩擦力是随垂直载荷表观接触面积、滑动速度和温度等因素而变的。轮胎摩擦力例的粘着摩擦力力f?可分为与真实接触面积成比以及在接地面随路面纹理的周期变形过程中作为能量损失被耗散的变形损失摩擦f?，f?，即 f??f??f?
(1)[4] 在30年代，Schuster和Welchsler在试验中发现，当轮胎滚动时，在接地面可以看到弹性滑移现象。该现象随后又被很多学者的试验所证实。轮胎在产生弹性滑移时，接地印迹分成两部分，前部为粘着区，后部为滑移区。其中滑移成分的大小可用滑移率表示。当轮胎受驱动力矩作用时的滑移率称为驱动滑移率sd，而受制动力矩作用时的滑移率称为制动滑移率
sb，分别用下式计算
ssd?(ro???)ar?
b?(?a?ro?)?sa
(3) 式中，?为轮胎角速度；?a为轮轴速度；ro为不承受力矩时的车轮滚动半径。当涉及轮胎的侧，它们同偏特性时，文献定义了水平纵向滑移率sxx和侧向滑移率ysd或sb间的关系为
s?s b(1?sb)??sd
2 摩擦力的研究与应用
第3页 共7页, sy?tan?(1?sb)?(1?sd)tan? (?为轮胎的侧偏角)
(5)[5] 轮胎和路面间摩擦过程的研究包括3个不同的方面：①地面上的直接接触(干摩擦或边界润滑)产生摩擦的基础摩擦学；②滚、滑联合工况下，变形轮胎的滑移力学；③潮湿路面上轮胎的弹流动力润滑(EHL）机理。其中①和②足以用来分析干燥路面上轮胎摩擦力[6]。当接地面处存在水膜且仅表现为边界润滑时，也可采用同样的分析方法，而边界润滑的影响可通过对摩擦基本定律的适当修正来加以考虑。当接地面上产生流体动力润滑时，就涉及到③了。此时，轮胎和路面间的直接接触区以及该区内的法向作用力均受润滑的影响。很显然，道路牵引中摩擦学的作用，与为使机器的摩擦和磨损降至最小并防止固/固接触的传统作用是截然不同的。轮胎摩擦学的主要目标是确立轮胎和路面间直接而强烈的接触，以增大牵引所需的摩擦力，尽管也要求磨损低，但这是次要的。 干燥硬路面上轮胎的摩擦具有很实际的重要性，因为汽车大部分时间行驶在干燥路面上。干燥路面上典型轮胎的摩擦被作为设计汽车以及性能划分的准则。干燥路面上轮胎的摩擦系数μ取决于相对运动的状态，如是否产生了滑移，当滑移速度为vs时何时产生滑移等。除此之外，μ还取决于运动过程的其它重要参数，如温度、法向压力、橡胶和道路的材料性能、表面粗糙度以及接地面的物理化学状态等。摩擦系数模型的准确程度，极大地影响着轮胎力学特性的研究精度。但由于试验条件所限，目前仍未建立起较准确的轮胎摩擦系数模型。Grosch的研究表明，在等温条件下的为滑动摩擦系数)。对此Savkoor提出了一个经验式来进行描述。 ?s?logvs曲线呈“铃形”(?s? 式中，可忽略。s??o?(?mm??so)exp?h2log(vs2?vm)
(6) ??o为静摩擦系数；?????max；vvrm是对应?m的速度。法向压力Z对?s的影响?s还可表示为vs及自由滚动(s=0)摩擦系数?r的函数，即 2???s(1?Asvs?Bsvs)
(7) 式中，A和BsS为摩擦衰减系数。 Bakker等认为胎面摩擦系数可表示为纵向滑移率拟合精度高，被称为“魔术”公式。 sx的函数。该关系式中每一参数的物理意义明确，???s?AsinBtan(CsX?D(CsX?tan(Csx)))
(8) ?1?1??式中，A、B、C、D为待定参数，由试验确定。制动与驱动联合工况下，Pacejka建议采用下式求?
???sr(1?As?Bs)
2式中；S?s2x?sx；A、B为待定系数。 2由此看来，要建立准确的μ计算公式还需做相当多的工作，应对形成接地面的有关元素及其相互关系进行系统分析。接地面模型直接影响着轮胎摩擦学的研究。国内外的试验研究表明，轮胎的接地面形状大多介于矩形和椭圆形之间。为了数值分析的方便，一般可将接地面形状简化为矩形或椭圆形 Van Zanten等研究了接地面内轮胎与路面间的切向力分布，认为切向力的分布与轮胎的水平纵向弹 3 摩擦力的研究与应用
第4页 共7页, 性变形有关。轮胎沿路面滑动，在低滑速范围内，摩擦几乎是等温过程。但速度较高时，摩擦热使温度升高很快，传热的非稳态性强烈地影响着摩擦系数的瞬值，这对着陆的飞机、急拐弯的汽车及冰雪路面上的车辆来讲是极为重要的。所以，为全面深入地研究接地面轮胎的摩擦特性及润滑特性，并为轮胎配方和结构设计方案的选取提供重要参考依据，就必须建立轮胎热模型。建立热模型大体有两种方法：一是实测法，此法由于接触型测温测点有限，而非接触型测温又只能测定表面温度，因此局限性很大，难以全面掌握轮胎整体温度分布；二是数值模拟法，对轮胎温度场的数值模拟多采用有限差分法和有限元法(FEA)。计算中，除应考虑接地面上的摩擦热外，还应考虑橡胶粘弹性应变的滞后引起的生热，以准确建立不同工作条件下轮胎的瞬态或平衡态温度场分布的热模型，最终获得温度和行驶性能均得到改善的轮胎。在潮湿路面上，EHL的产生是汽车牵引力大打折扣的主要原因。滚动及滑动轮胎产生的弹流动力现象范围见表1。EHL产生的机理一般可分为3种：动力滑水(dynamic hydroplaning)、粘性滑水(viscous hydroplaning)和微弹流润滑(micro-EHL)。至于哪种机理占优，主要取决于车速、水膜厚度以及路面表面特征等[6]。
动力滑水现象是高速时轮胎在水膜覆盖路面上产生的一种流体动力效应。通常，水楔中产生的上推力PH小于轮胎法向载荷W，此时产生的滑水现象称为部分滑水；随着车速的提高，当使PH≥W时，流体动力楔扩展到整个接地面，便产生了完全滑水，此时汽车已完全丧失了操纵性。胎面这样大程度地向内翘曲，可认为是EHL的结果。幸运的是在正常行驶条件下，若轮胎具有合适的沟槽深度，产生完全滑水的危险是极小的。在潮湿或下着毛毛雨的天气中，路面上可能有层极薄(厚度小于0.1 mm)的水膜，但该层薄膜产生的弹流动力效应就足以使胎面和路面间脱离接触。粘性滑水的产生较动力滑水更为频繁，且对汽车的操纵稳定性构成更为严重的问题。粘性滑水的产生速度均低于动力滑水。当路面微观粗糙度被磨成圆滑状时，微弹流润滑便可能在圆滑微凸体顶端产生。湿路面上轮胎的摩擦试验数据，提供了有关轮胎牵引力的各种重要影响因素的许多有用资料。使用Delft轮胎试验用拖车，Dijks提出了一种试验方法，证实了Albert等人的重要发现，认为影响湿路面轮胎牵引力的主要因素是速度、路面粗糙度和胎面沟纹。其中，胎面沟纹对湿路牵引的作用是显而易见的，但其作用机理却鲜为人知。在轴承技术中，特殊形状和尺寸的沟槽经过专门设计，在膜内产生流体动压，达到支承载荷之目的。而轮胎设计者必须仔细论证，以保证用于排水和降低润滑作用的胎面沟纹没有起到同轴承型槽一样的作用，这就要求对轮胎的表面变形作详细分析。由此可见，湿路面的摩擦现象远比干燥路面复杂。目前，在理解滑水现象上已取得显著进展。Daughaday等的研究表明，当速度低于完全滑水对应的临界速度时，“接地面”可粗略地分成3个区段(见图1)：①入口区或挤压膜区，区内水和轮胎产生接触，并开始产生流体动压；②覆盖区，区内渗入的流体膜逐渐变薄，直到成为非连续膜；③牵引区，区内胎面单元的法向平衡得到维持，并产生有用的牵引力。Browne对动力滑水的研究表明，动力滑水同其它EHL分析一样，主要的问题是正确表达入口条件。通过对光滑表面的分析，他预测在动力滑水中存在轮胎骨架的大变形，该变形导致了弹流动压马蹄形的特征形，对接地面上膜厚的数值计算得到了试验的验证。对EHL效应的建模取决于流体膜力和轮胎弹性力之间的相互关系。尽管对试验表面在工作环境下的研究很有价值，但尚需 4 摩擦力的研究与应用
第5页 共7页, 作艰巨的系统研究[7]。 冰雪路面轮胎的摩擦和润滑也是轮胎摩擦学的重要内容[6]。特别对有漫长冬季的地区和国家来讲，改善轮胎的牵引力将对提高汽车的安全性和操纵平稳性产生积极影响。冰面上的摩擦强烈地依赖温度。Roberts等应用光学法研究了橡胶块试件和冰面间形成的摩擦界面，发现当冰温低于-15℃时，界面上存在Schallamach波，橡胶和冰面间产生极强粘着力；而当冰温高于-10℃时，冰的流动性能产生了实质性变化，若滑速较低则Schallamach波在界面逐渐消失。随着温度继续升高，冰层将更易屈服而导致摩擦显著下降。应用热平衡原理，确认了一定条件下冰面水膜的存在，建立了预测冰面上汽车牵引力的新模型，该模型比已有模型更接近实际。并从摩擦学角度系统地分析了速度、法向载荷、材料性能和冰本体温度等对牵引力的影响，认为建立涉及轮胎挠性、胎面结构和路面粗糙度的冰面牵引力模型更具有实际意义。影响雪地牵引力的基本因素可归纳为3类：轮胎参数、雪性能和工作条件。其中轮胎参数对雪地牵引力的产生及控制极为重要，它包括胎面花纹、胎面胶和骨架结构。雪地温度对牵引机理、牵引力大小产生很大影响。较高温度会使压实雪面上形成一层水膜，从而大大降低牵引力；而松散雪地上较高温度可使雪更快地被车辆辗散。基于雪团动力学，提出了汽车在雪地上的牵引性能预测模型，理论值同试验结果吻合较好。由于不同机理产生的牵引力大小受工作条件的影响，所以没有一个单一的办法可在所有工作条件下均获得最大牵引力值。胎面磨损是一种复杂现象，同许多因素有关，如轮胎参数、路面条件、轮胎作用力、驱动轮的侧偏等，其中最主要的是产生切向滑移的总量和接地面的局部温度。文献中关于胎面磨损的研究课题主要包括橡胶磨损机理；轮胎结构和操纵(速度、转弯、制动)激烈程度等对磨损的影响；对胎面磨损随行程的增加以回归函数的形式进行非因果关系的描述。由于磨损过程极为复杂，因此到目前为止还不能对轮胎在实际行驶条件下的磨损率做出令人满意的预测。可以肯定，驾驶员的正确操纵对降低轮胎磨损有重要影响。轮胎对道路的牵引要求摩擦学本质上作为统一学科――包含各种不同的子学科，如粘着、摩擦、润滑及表面变形等――加以应用。在过去近30年中，橡胶粘着和干摩擦的研究取得了相当进展，还包括滚动接触力学、润滑理论各个分支的研究都取得了长足进步。然而，这些发展对轮胎和道路的设计改进所起作用不大，建立牵引模型所需的不同力学子学科和摩擦学间存在极其复杂的关系，在研究这种关系时存在诸多障碍。急待研究的主要课题如下：
(1)建立轮胎的弹性响应模型。这需要以FEA和试验辨识法为基础，建立必需的影响函数。
(2)对干燥路面牵引力的摩擦学弹性问题做出数学分析，研究开发一种简单实用的热模型，并作为子模型应用于摩擦学分析中。
(3)边界润滑(BL)条件下，需作些试验来建立摩擦基本定律，借此分析湿路面轮胎的牵引特性，并区分BL和micro―EHL牵引问题的摩擦条件。
(4)对EHL牵引问题，应就partial―EHL问题作大量的理论和试验研究工作，以找到一个处理不同形式EHL问题(惯性、粘性和micro―EHL)的统一方法，最终研究出降低润滑作用的机理。同时研究摩擦简单和复杂几何特征的影响，以得出通用准则来关联表面形貌和表面润滑性能。
(5)研究滑移机理对EHL的影响，进而建立准确的牵引力―滑移模型具有极其重要的意义，因为牵引力的控制实质取决于对湿路面上轮胎牵引特性准确预测的能力。 (6)冰面或压实雪地上轮胎产生滑移，很大程度上归结于界面形成的具有强润滑作用的水膜。为防止冰雪面轮胎的大规模滑移甚至空转或掉尾现象，应建立包括胎面挠性和表面特征等参数的力学模型和热模型，为优化轮胎结构和选材创造条件。 随着先进微电子学和控制技术的快速应用，通过控制牵引力来控制汽车力学特性的工作已取得初步成果，如ABS(防抱死制动系统，Anti―locked Braking System)、牵引控制和四轮转向等。显然建立准确的轮胎摩擦模型是实现对汽车动力学特性控制的重要保障。鉴于机敏材料所具有的传感功能和执行功能，完全有理由相信不久的将来，会出现用机敏材料制造的复合材料轮胎，使车辆操纵稳定性和使用寿命大大提高。 4. 摩擦力的研究现状与前景 摩擦学是一门十分复杂的学科，迄今发现的与摩擦有关的因素多达上百个．在一般的基础物理教材中很少谈及摩擦的起因和本质问题，只给出一些经验规律．事实上目前也确实还没有建立起十分成熟的 5 包含总结汇报、外语学习、旅游景点、IT计算机、人文社科、行业论文、考试资料、计划方案、办公文档、资格考试、word文档以及摩擦力研究毕业论文等内容。本文共2页
相关内容搜索