初中直观 · 高中定量拓展 · 岩土直观 · 摩擦稳定
坡更陡一点,什么时候会滑?
单块刚体置于平直斜面,无黏聚力、无孔隙水、无地震;不是真实边坡设计。慢慢抬高坡面,找出摩擦不足的临界。
斜坡摩擦:问题从哪里来?
搬运和机械设计需要知道物体什么时候开始滑。库仑等通过实验研究接触面的摩擦,把法向力、摩擦极限和滑动条件联系起来。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
沿坡驱动力mg sinθ,最大静摩擦μmg cosθ;抗滑比μ/tanθ。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
抗滑比小于1时,静止画面还代表稳定吗?
换个条件,再试一次
湿滑降低摩擦系数,临界坡角怎样改变?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识岩土直观 · 摩擦稳定涉及的量与单位:坡角(°)、静摩擦系数(无量纲)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:慢慢抬高坡面,找出摩擦不足的临界。
再做定量:保持其他条件,比较坡角与抗滑比(无量纲),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
沿坡驱动力mg sinθ,最大静摩擦μmg cosθ;抗滑比μ/tanθ。
对照核验提示:较缓坡:坡角 20 °;较陡坡:只改变坡角 40 °。按这些题设自己操作并比较抗滑比,不把参考情景当个人完成。
适用范围:静摩擦可满足本刚体平衡;不是土坡工程安全结论。 摩擦系数改变抗滑极限;未超过静摩擦限值时物体可保持静止。
Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。