生活中的自锁现象及其意义
生活中自锁的例子
生活中自锁的例子
自锁是指在某些机械装置中，通过一定的设计，使得装置在某种状态下能够自动锁定，从而达到安全保护的目的。
在我们的日常生活中，有很多自锁的例子，下面就来列举一些。
1. 汽车安全带
汽车安全带是一种自锁装置，当安全带被拉出一定长度后，会自动锁定，防止乘客在车辆行驶过程中因为突然刹车等原因而受伤。
2. 自行车锁
自行车锁是一种常见的自锁装置，当自行车锁插入锁孔后，会自动锁定，防止自行车被盗。
3. 电梯门
电梯门也是一种自锁装置，当电梯门关闭后，会自动锁定，防止人员误入电梯井道。
4. 窗户锁
窗户锁是一种常见的自锁装置，当窗户关闭后，会自动锁定，防止外界的风雨和入侵者进入室内。
5. 水龙头
水龙头也是一种自锁装置，当水龙头关闭后，会自动锁定，防止水流不断流出，造成浪费。
6. 燃气灶
燃气灶也是一种自锁装置，当燃气灶关闭后，会自动锁定，防止燃气泄漏，造成安全事故。
7. 保险柜
保险柜是一种常见的自锁装置，当保险柜关闭后，会自动锁定，防止贵重物品被盗。
8. 酒店房间门锁
酒店房间门锁也是一种自锁装置，当房间门关闭后，会自动锁定，防止他人进入房间。
9. 邮箱锁
邮箱锁也是一种自锁装置，当信箱关闭后，会自动锁定，防止信件被盗。
10. 钥匙锁
钥匙锁是一种常见的自锁装置，当钥匙插入锁孔后，会自动锁定，防止门被非法开启。
以上就是生活中常见的自锁装置的例子，这些自锁装置的设计，不仅方便了我们的生活，还保障了我们的安全。
斜面自锁条件
斜面自锁条件斜面自锁，这可是个挺有趣的事儿呢。
就好比你想把一个东西放在斜面上，可它就是稳稳地待在那儿，动都不动，这就可能是斜面自锁在起作用啦。
咱们先来说说啥是斜面自锁的条件吧。
想象有个斜面，就像咱们走的那种有坡度的小道。
如果斜面的倾斜角度小到一定程度，那放在上面的物体就好像被施了魔法一样，不会自己滑下来。
这就像是你把一个小物件放在一个很缓的坡上，它就安安稳稳地待着，根本不用担心它会溜走。
为啥会这样呢？这就跟摩擦力有关系喽。
摩擦力就像是一个小卫士，它在物体和斜面之间站岗。
当斜面的倾斜角度小的时候，摩擦力这个小卫士的力量就足够强大，能把物体牢牢地“拉住”，不让它在斜面上滑下去。
这就好比是一个力气很大的人，拉着一个想要乱跑的小动物，小动物怎么挣扎都跑不掉。
那这个角度小到什么程度才会自锁呢？这就涉及到斜面的角度和物体与斜面之间的摩擦系数啦。
如果把斜面的角度比作是一场挑战的难度，摩擦系数就是应对这个挑战的能力。
当这个挑战的难度低于应对能力的时候，就会出现自锁现象。
比如说，一个很粗糙的物体放在一个比较光滑的斜面上，这个物体可能就不太容易滑下去，因为它和斜面之间的摩擦力比较大，就像一个穿着带刺鞋子的人站在有点滑的地板上，他也不容易滑倒一样。
那在实际生活中，斜面自锁的例子可不少呢。
像咱们家里用的螺丝，螺丝的螺纹其实就可以看作是一个斜面。
当螺丝拧进木头或者其他东西里面的时候，它不会自己松掉，这就是斜面自锁在起作用啦。
你看，小小的螺丝都蕴含着这么大的学问，是不是很神奇？再比如，有些古老的建筑，那些大石头一块一块地堆叠起来，有的可能是放在有一定倾斜度的地方，但是它们依然稳稳当当的，这也是斜面自锁的体现呢。
就像一群小伙伴手拉手，互相依靠，站在一个小坡上，虽然坡有点斜，但是大家紧紧地抓着彼此，就不会摔倒。
我们再来深入聊聊这个斜面和物体之间的关系。
如果斜面太陡了，就像一个特别险峻的山峰，那不管摩擦力这个小卫士有多努力，物体可能还是会滑下来。
摩擦自锁原理
摩擦自锁原理摩擦自锁原理是指在特定条件下，由于摩擦力的作用，物体可以在不需要外部支撑的情况下保持稳定。
这一原理在工程学和物理学中有着广泛的应用，特别是在机械设计和结构稳定性方面。
摩擦自锁原理的基本概念是，当一个物体受到外部作用力时，摩擦力会阻止其运动，从而使物体保持在稳定的位置上。
这种现象可以通过静摩擦力和动摩擦力来解释。
静摩擦力是指当物体静止时，摩擦力的大小等于外部作用力的大小，可以阻止物体开始运动；而动摩擦力是指当物体处于运动状态时，摩擦力的大小等于外部作用力的大小，可以阻止物体继续加速。
摩擦自锁原理的应用非常广泛。
在机械设计中，工程师们可以利用摩擦自锁原理来设计各种稳定的结构，比如利用摩擦力来阻止机械零件的意外移动，或者设计摩擦自锁装置来保证机械设备的安全运行。
在建筑工程中，摩擦自锁原理也被广泛应用，比如在建筑支撑和桥梁结构中，利用摩擦力来保证结构的稳定性和安全性。
除此之外，摩擦自锁原理还在日常生活中有着重要的应用。
比如在家具设计中，设计师们可以利用摩擦自锁原理来确保家具的稳固性和安全性，避免因外部作用力导致家具移动或倾斜。
在运动器材设计中，摩擦自锁原理也是至关重要的，可以保证器材在运动过程中不会出现意外滑动或失控的情况。
总的来说，摩擦自锁原理是一种重要的物理现象，对工程学和物理学都有着重要的意义。
工程师们需要深入理解摩擦自锁原理，并灵活运用于实际工程设计中，以确保设计的稳定性和安全性。
同时，对于普通人来说，了解摩擦自锁原理也可以帮助我们更好地理解日常生活中的各种现象，并且在设计和使用各种设备时更加注重安全性和稳定性。
摩擦自锁原理的应用将会更加广泛，为我们的生活和工作带来更多的便利和安全。
自锁现象的理论阐述及应用举例
与力的大小 无关 而与摩 擦角 有关 的平衡 条件 称为 自锁条件 物体在这种
条件下的平衡现象称为 自锁现象 。
摩擦角又与什么因素有关 呢？我们可 以通过一个实验来得 出结论 。 在一个可 调整倾角 的斜 面上放一重为 的物体 ，接触 面间的摩擦 因
数为 。缓慢提 升载物 平板 围绕 ０点逆时针转动，直至物体到即将下滑 的状态 （ 逐渐增大至 ｎ 。 如图 ２２ ） ． 所示
２ ｒ
又如图 ３２ ａ －． 示的螺旋千斤顶，螺旋角 实际上是斜面的倾角 （ ２ 图
３２２ ） 母 对螺 杆 的作 用 力 相 当于 斜 面上 的 滑 块 的 重力 。当 －－ｂ ，螺
图 ２２ －
时，
螺杆与螺母 产生 自锁，此时螺杆 连同重物不会 宜行下滑，而是在任意位
置 都 能保 持 平 衡 。
此时，物体处在静滑动摩擦的 临界状态，所受 的摩擦力 应为
选 取 物 体 为 研究 对 象 ， 通 过列 平 衡 方 程 ：
一
。
为 保 证 螺 旋 千 纹 时 一 般 取 螺 旋 升 角
些应用呢？
＝ｏ
∑ Ｆ： ，一ＷＣ Ｓ ， ：０ ０ Ｏ ￣ｖ ｘ＋
求 解 可 得 出： 曲ｌ ～ ＝ｆＷ ｃ ． ￣ ｏ＇ － ａ
邑 Ⅱ
Ｗ ｌ ｔ ＳｌＺ ｉ
＝
全反力与摩擦角 首先介 绍全反力和 摩擦角的概念 。图 １１ 表示 水平 面上一物体，作用在 －ａ 物体上的主动 力为 ，，如考虑库擦时，支承面对物体 的作用力不 仅有法
教 育 科 学
自锁现象的理论阐述及应用举例
张建 巍
（ 河北地质职工大学
魏 秋菊
自锁现象及其利弊解析
自锁现象及其利弊摘要：力学中有一类现象，由于摩擦力的作用，当物体与接触面的某些物理量满足相应的条件时，无论给物体施以多大的力，都无法使物体在接触面上发生相对滑动，这种现象在机械学上称为“自锁”。
自锁是一种特有现象，自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强。
关键字：自锁现象、自锁条件、摩擦角、利弊1、引言自锁是生活中常见的一种力学现象，例如：在修建盘山公路时会考使坡度满足一定的条件，从而保证当汽车熄火时不会从坡上下滑。
又如，当两根钢管间满足自锁条件时，便可以用更省力的办法进行取用，再如，坚劈可以因摩擦自锁静止在墙缝或木头缝中……然而自锁现象也会带来许多麻烦：用水平力无法推动放在一定坡度坡上的物体，以一定角度拖地时拖把无法运动等等。
因此只有认清其本质原理，才能跟好的利用它自锁的定义是：仅在驱动力或驱动力矩作用下，由于摩擦使机构不能产生运动的现象。
2、自锁现象一、水平面上的自锁现象要想了解自锁，先得介绍两个物理量：摩擦角与全反力。
如图1，摩擦角的几何意义是：当两接触面间的静摩擦力达到最大值时，静摩擦力f m 与支持面的支持力N 的合力R 与接触面法线间的夹角即为摩擦角。
则设最大静摩擦因数为μ，最大静摩擦力为f m ； 即有：tan φ= f m /N =μ如图2，设B 对A 的支持力为N ，B 对A 的摩擦力为f ， 则N 与f 的合力R 叫做B 对A 的全反力。
显然，当R 与法线的夹角α≤φ时，tan α≤tan φ,所以f ≤f m ，A,B 间不会发生相对滑动。
进而由图3可得:φ方向对A 物体施以力F ，则该力沿水平方向的分量为：F x = Fsin α= F y tan α上式中F y 为F 竖直方向上的分量，以表示B 对A 的支持力，因为N ≥F y ，则：F x = F y tan α＜ Ntan φ= f m图一 图二F F y 图三说明无论F多大，其水平方向上的分量F x始终小于最大静摩擦力f m，即无论F多大，均不能使A，B间发生相对滑动，故为自锁。
自锁的作用和原理
自锁的作用和原理自锁是指在某些机械系统中，通过某种设计或装置使得系统在达到某种条件后能够自动锁定。
自锁在机械系统中起到了非常重要的作用，它能够防止意外人员接触及不当使用，控制系统的正常运行以及降低事故风险。
本文将详细介绍自锁的作用和原理。
首先，自锁的主要作用是保证机械系统的安全性。
通过自锁装置的安装，能够防止意外情况下他人无意中接触到危险部位，减少了事故的发生概率。
例如，在工业生产中的机械设备上，往往会安装自锁装置来保护工人的安全。
当设备启动后，自锁装置会防止其他人员接近运动部件，避免意外发生。
其次，自锁还可以对机械系统进行控制。
通过自锁设计，能够实现对系统的控制和使用的规范化。
例如，在车辆上，安全带就是一种自锁装置，它能够保证车辆行驶过程中乘客的安全。
只有当安全带系好时，车辆才能启动，这样就有效地控制了驾驶员和乘客的行为，保证了行车的安全。
此外，自锁还可以降低事故的风险。
在一些复杂的机械系统中，自锁装置能够根据系统的状态进行自动锁定，防止出现系统不稳定或故障导致的事故。
例如，在电梯中，当电梯门没有完全关闭时，自锁装置会立即锁住门，以防止乘客摔落或跌入电梯井中。
这样可以大大降低电梯事故的发生风险。
自锁装置的原理一般是通过力、动力、磁力、电磁原理、液压力等方式实现的。
其中，力学原理是最常见的自锁原理之一。
比如，在门锁中，常常采用摩擦力来实现自锁。
门锁的锁舌上会设计有一些斜面或凹槽，当门关上时，锁舌的凹槽会与门框上的锁环或凹槽进行咬合，产生摩擦力，从而使门能够自动保持关闭状态。
另一种常见的自锁原理是通过电磁力来实现。
比如，电子锁就是利用电磁力原理的一种自锁装置。
当输入正确的密码或扫描id等验证通过后，电子锁内部的电磁线圈会产生电磁力，使得锁舌能够自动伸出并锁定门体，从而实现自动锁定。
这样的设计有效地防止了他人通过非法手段破坏或突破门禁控制。
除此之外，还有一些其他的自锁原理，如液压力自锁。
液压力自锁主要通过液压传动系统来实现自锁，当液压传动系统的压力达到一定值时，压力会结合阀门或其他装置产生自锁效果。
摩擦自锁的名词解释
摩擦自锁的名词解释摩擦自锁是一种物理现象，在不使用任何额外固定物或锁具的情况下，两个物体通过摩擦力互相固定住的现象。
它是由于摩擦力的特性而产生的，并且在许多领域和日常生活中都有重要的应用。
摩擦力是两个表面接触时产生的阻力，阻碍物体相对运动的力量。
当两个物体之间存在一定的摩擦力时，它们会因为摩擦力的作用而保持相对位置的稳定性。
这是摩擦自锁现象产生的基本原理。
在机械工程领域，摩擦自锁被广泛应用于许多设计中。
例如，螺纹连接就是利用摩擦自锁的原理，通过将两个具有螺纹的部件拧紧，使之相互固定。
当螺纹紧固时，摩擦力会抵抗螺纹的旋转，并使两个部件之间产生足够大的预紧力，从而实现稳固的连接。
这种连接方式常用于机械设备的组装，如螺栓、螺母，以及各种螺纹接口。
另一个应用摩擦自锁的例子是自行车踏板的设计。
自行车踏板通常有一个中心轴与踏板相连，通过紧固螺母，使踏板与轴之间互相固定。
当骑行者用力踩踏踏板时，产生的力会增加紧固螺母与轴之间的摩擦力，使之更加牢固。
这种设计可以确保骑行者在骑行过程中踏板不会松动，提供更加安全稳定的骑行体验。
此外，摩擦自锁也在建筑工程中得到应用。
例如，坡道的设计中，摩擦自锁被用来确保车辆从坡上下行时的安全性。
当车辆上下坡时，摩擦力会使车轮牢固地贴着坡道表面，从而提供额外的阻力，防止车辆滑落或失控。
摩擦自锁是一种常见且实用的物理现象，可以在许多领域中应用。
它通过利用摩擦力的特性，实现了物体间的稳固连接，提供额外的安全性和稳定性。
这种现象不仅在机械工程、交通工程等专业领域有重要应用，还能引发人们对摩擦力的深入思考，从而推动科学知识的研究与发展。
总结而言，摩擦自锁是指两个物体通过摩擦力相互固定的现象。
这种现象在各个领域中都有应用，如机械工程、交通工程等。
它利用摩擦力实现物体的稳定连接，提供额外的安全性和稳定性，对于设计和应用均具有重要意义。
了解摩擦自锁的原理和应用，有助于我们更好地理解和利用摩擦力，推动相关领域的发展和创新。
摩擦学中的自锁原理
摩擦学中的自锁原理自锁原理是摩擦学中一个重要的概念。
简单地说，自锁是指两个物体之间的摩擦力发生改变，使得系统处于一个稳定的平衡状态，阻止进一步的运动。
自锁在实际生活中广泛应用于各种机械装置和工程设计中。
下面将详细解释自锁原理及其应用。
首先，我们来探讨自锁原理的基本概念。
在两个物体接触的摩擦过程中，摩擦力的大小取决于物体之间的接触面积、相互间的压力和物体间的粗糙度等因素。
当物体间存在相对运动时，摩擦力的方向与运动方向相反，为运动摩擦力；当物体间没有相对运动时，摩擦力的方向与运动方向相同，为静摩擦力。
对于一个自锁系统，摩擦力的改变与倾斜角度有关。
当倾斜角度小于一定的临界值时，静摩擦力大于运动摩擦力，物体间保持相对静止。
但当倾斜角度超过临界值时，运动摩擦力大于静摩擦力，物体开始相对滑动。
这种现象就是自锁的原理。
自锁原理的应用非常广泛。
在机械装置中，摩擦垫块是一种常见的利用自锁原理的装置。
摩擦垫块通常由金属和橡胶两种材料组成，它们之间相对滑动，通过改变倾斜角度来实现自锁。
当倾斜角度小于临界值时，摩擦垫块保持静止；当倾斜角度超过临界值时，摩擦垫块开始相对滑动。
摩擦垫块可以广泛应用于电梯、输送带、离合器等各种设备中。
另一个应用自锁原理的例子是防溜索。
在登山和救援等活动中，人们常常需要通过溜索的方式横跨峡谷或峭壁。
溜索的末端通常装有一个急刹器，它利用自锁原理防止下滑事故的发生。
当人体下滑时，摩擦力会使急刹器自动锁定，阻止进一步的下滑。
这种设计增加了人的安全性，并且在紧急情况下能够更快地停止下滑。
此外，自锁原理还应用于汽车制动系统、电磁弹射器等领域。
汽车制动系统中的刹车片利用了自锁原理，使车辆在停止时能够保持静止。
电磁弹射器是航空母舰上飞机起飞的设备，其自锁装置可防止飞机由于意外原因在弹射过程中滑动或掉落。
总之，自锁原理是摩擦学中的一个重要概念，广泛应用于各个领域。
通过改变倾斜角度，系统能够自动保持稳定的平衡状态，阻止进一步的运动。
生活中的自锁原理
生活中的自锁原理
自锁是一种常见的安全机制，它在生活中的许多设备和用品中被广泛应用。
自锁的基本原理是通过设计一种机械或电子装置，当特定条件满足时，可以自动锁定，防止意外发生或不正确的使用。
一个常见的例子是汽车的安全带。
汽车安全带上通常装有一种称为“惰行锁”的装置。
当驾驶员坐在座位上并插上安全带时，
安全带会紧绷，这是惰行锁的触发条件之一。
同时，汽车还配备了一个引擎点火开关和一组电子传感器。
当点火开关打开时，引擎开始工作，并激活传感器。
一旦安全带被插入并拉紧，传感器会向惰行锁发送信号，将其锁定。
这样，即使驾驶员意外打开安全带（如要离开车辆），安全带也不会松开，保持驾驶员的安全。
另一个例子是家居生活中的柜门锁。
柜门上安装有一种称为“自锁扣”的装置。
当柜门关闭时，锁扣会自动跳出，固定柜门，确保柜门紧闭。
这样，在柜门关闭后，不需要额外的锁或工具来固定柜门。
自锁原理的另一个常见应用是自行车的踏板。
自行车踏板通常装有一种称为“反向链条装置”的机械装置。
当骑行者踩踏踏板时，踏板会带动链条转动，推动自行车前行。
而当骑行者停止踩踏时，反向链条装置会立即锁定住踏板，防止踏板自行后退，从而确保骑行者的安全和乘坐舒适。
总的来说，自锁机制广泛应用于各个领域的生活用品和设备中。
它通过设计特定触发条件和机械或电子装置，确保设备在特定状态下自动锁定，提高安全性和便利性。
自锁运行的观察
自锁运行的观察自锁运行是指一个系统在其中一种条件下自身发生运行的现象。
在物理学中，自锁是指一个物体在受到外力作用后，由于自身结构或自身特征而使其停滞不动的现象。
自锁现象在生活中十分常见。
例如，当我们将门锁上后，再给门稍微用力推，门会立即停下来，不会继续打开。
这是因为门锁具有一个机械装置，当门关闭后，该装置会自动扣住门把手轴，使得门无法被轻易打开。
另一个例子是自行车的刹车系统。
当我们踏上刹车踏板时，刹车系统会自动将刹车钳夹紧刹车盘，制动车轮的转动，使车辆停下来。
在工程领域，自锁现象也得到了广泛应用。
例如，在机械传动系统中，常常使用螺纹结构来实现自锁功能。
螺纹装置在受到外力作用后，由于摩擦力的存在，使得螺纹结构自动锁定，防止系统发生松动或错位。
这在汽车发动机的气门机构中尤为重要，因为气门机构必须保持正常的工作状态，以确保引擎的正常运转。
除了物体本身的结构特征外，自锁还可以通过控制系统来实现。
例如，在电子设备的开关电源中，通常会采用反馈控制系统，以保护电路免受过压、过流等故障的影响。
当电流或电压超过设定值时，反馈控制系统会自动切断电源，从而保护电路免受损坏。
自锁现象的观察十分重要，因为它对于系统的稳定运行和安全性具有重要意义。
通过观察自锁现象，我们可以了解系统的工作原理和性能，及时发现问题并采取相应的措施，以确保系统的正常运行。
同时，观察自锁现象也有助于我们改进设计和制造工艺。
通过研究自锁现象发生的原因和机制，我们可以提高系统的可靠性和稳定性，减少故障的发生，提高系统的效率和性能。
总之，自锁运行的观察是一项重要的研究工作，它对于理解和改进系统的运行机制具有重要的意义。
通过对自锁现象的观察和研究，我们可以提高系统的可靠性和安全性，为人类的科技进步和生活带来更多的便利。
生活中自锁
生活中自锁
生活中的自锁，可以理解为自我保护的一种方式。
在生活中，我们常常会遇到
各种各样的困难和挑战，有时候我们需要自我保护，保持自己的内心安宁和平静。
这就需要我们学会自我保护，学会自锁。
自锁并不是消极的逃避，而是一种积极的保护。
在面对压力和挑战的时候，我
们可以通过自锁来保护自己的内心。
这就需要我们学会放下一些不必要的情绪，学会调整自己的心态，让自己的内心保持平静和安宁。
自锁也是一种自我管理的方式。
在生活中，我们需要学会控制自己的情绪和行为，避免因为一时的冲动而做出错误的决定。
这就需要我们学会自我约束，学会在关键时刻自我保护，避免自己受到伤害。
在生活中，自锁也是一种自我保护的方式。
有时候我们会遇到一些不好的人和事，这就需要我们学会自我保护，避免受到伤害。
这就需要我们学会保持警惕，学会在关键时刻自我保护，避免自己受到伤害。
总之，生活中的自锁是一种积极的自我保护方式。
在面对困难和挑战的时候，
我们需要学会自我保护，保持自己的内心平静和安宁。
这就需要我们学会自我控制，学会在关键时刻自我保护，避免受到伤害。
希望大家都能够学会在生活中自锁，保护自己的内心，保持平静和安宁。
高三物理人教一轮课件：第二章 微专题二 STS问题——生活中的“摩擦与自锁现象”
(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小； (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与 此时地板对拖把的正压力的比值为 λ.已知存在一临界角 θ0，若 θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止 开始运动．求这一临界角的正切 tan θ0.
解析：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把．将推拖
F－Nsin 45°－f2sin 45°＝0②
f1＝μF③ f2＝μN④ 联立①②③④式解得正压力大小
N＝1－22μk－x μ2.
(3)令 N 趋近于∞，则有 1－2μ－μ2＝0
解得 μ＝ 2－1＝0.41.
[答案]
(1)向右
2kx (2)1－2μ－μ2
(3)0.41
[针对训练] 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如 图)．设拖把头的质量为 m，拖杆质量可忽略；拖 把头与地板之间的动摩擦因数为常数 μ，重力加 速度为 g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时， 沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为 θ.
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
[典例] 一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳 A、 骨架 B、弹簧 C(劲度系数为 k)、锁舌 D(倾斜角 θ＝45°)、锁槽 E，以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌 D 的侧 面与外壳 A 和锁槽 E 之间的动摩擦因数均为 μ，最大静摩擦力 fm 由 fm＝μN(N 为正压力)求得．有一次放学后，当某同学准备 关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自 锁)，此刻暗锁所处状态的俯视图如图乙所示，P 为锁舌 D 与锁 槽 E 之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了 x.
(1)求自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向． (2)求此时(自锁时)锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小． (3)无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则 μ 至 少要多大？
摩擦-自锁现象
全约束力
摩擦象的应用
自锁现象不仅在理论力学的研究中应用广泛，而且在生产 生活中随处可见。比如登山脚扣，螺母，管钳和旧式腰带 等均应用广泛。 我们以登山脚扣为例进行简单分 析。登山脚扣受力主要有重力， 摩擦力和支持力三个。为了确保 每个不同体重的工人或者游客均 能保持安全。那么其中便蕴含着 一些自锁现象的原理。 随着不同体重的人踩在踏板上， 电线杆对其的支持力也会更大， 那么摩擦力亦会增大，从而形成 自锁现象。 总之便是，达到平衡后，摩擦力 总会小于最大静摩擦力！！！具 体可参考文献[1]。
例题
物块重P，一力F作用在摩擦角之外（方向朝左下 方），如图（a)所示，已知ε=25°，摩擦角б =20°， F=P。问物块动不动？为什么？
原因：此题虽然力的角度大于摩擦角，但是由于考虑重力， 导致支持力偏大，那么摩擦力自然较大，姑未滑动。
参考文献
[1] 李士明 冼冀 陈一萍，《脚扣的登杆受力自锁现象的分析及其改进》，广 东 茂名：广东电网有限责任公司茂名供电局，2018；
力学中的自锁现象及应用
力学中的自锁现象及应用摘要自锁现象是力学中的特殊现象，在生活和工业生产当中应用广泛，论文对力学自锁现象的定义、产生原因及生活工程中的实际应用进行了总结和研究，了解了自锁现象产生的机理和生活中常见自锁现象的实质，明确了自锁现象是高技术机械的基础利用自锁原理可以设计一些机巧的机械、自锁现象有利有弊，破坏了自锁条件即可解除不需要的自锁及利用自锁原理设计的机械能够解决很多实际问题。
通过对力学自锁现象的研究和应用分析，深入的了解力学中的自锁现象，为自锁现象更为广泛的应用于实际打下理论基础。
关键词: 自锁现象；自锁条件；自锁应用1 引言力学是物理学的一个分支。
它记述和研究人类从自然现象和生产活动中认识及应用物体机械规律的历史。
我国古代春秋时期墨翟及其弟子的著作《墨经》(公元前4~公元前3世纪) 中，就有涉及力的概念，对杠杆平衡、重心、浮力、强度、刚度都有叙述。
东汉《尚书纬·考灵曜》、《论衡》等古籍中也零星有力学知识记载。
宋代李诫在《营造法式》中指出梁截面高与宽之比以3:2为好。
沈括则在《梦溪笔谈》记载了频率为1:2的琴弦共振，既固体弹性波的空腔效应等力学知识。
可看出作者谓造诣高深。
另一方面：秦代李冰父子在四川岷江，领导人民建造的惠及今人的世界级水利工程，都江堰。
约建于591~599年的赵州桥，跨度37.4米，采用拱券高只有7米的浅拱；1056年建成的山西应县木塔，采用筒式结构和各种斗拱，900多年来经受过多次地震的考验。
汉代张衡创造了复杂精密的浑天仪和地动仪；三国时的马钧创造了指南车和离心抛石机]1[。
从中可看出中国先人对力学的认识是深刻，对力学的运用是充满令人敬佩的智慧的。
在近代和现代，力学随着研究内容的深入和研究领域的扩大逐渐形成各个分支，近年来又出现了跨分支、跨学科综合研究的趋势。
周培源有言：力学不独在物理学中占极重要的地位，并且对于天文学及各种工程学皆有极大的贡献。
天文学中的天体力学，即解释各行星围绕太阳运动的学问，是一种根据于力学各定律的计算，它的理论结果和天文测量甚为吻合。
【毕业论文】摩擦自锁及其应用
摩擦自锁及其应用李智机械15班，010636摘要：摩擦在我们的现实生活中可谓无所不在，在某些方面确实有很大危害，但其的积极作用却是不容忽视的。
摩擦自锁就是一个典型的例子。
当主动力合力的作用线位于摩擦锥以内时，无论主动力合力多大，约束力都可与之平衡，此现象称为摩擦自锁现象。
摩擦自锁在现实生活中大量存在，并且起着相当大的作用。
本文试从自锁的原理及具体的应用例子出发，揭开其神秘面纱。
关键词：摩擦自锁、摩擦锥、劈一、摩擦的基本知识1．库仑定律摩擦是在物体相互接触且有作用力时产生的，摩擦力大小与主动力有关。
在一般条件下，摩擦满足古典的库仑三定律：(1)静摩擦力与作用于摩擦面的垂直力成正比倒，与外表的接触面积之大小无关；(2)摩擦力(动摩擦的场合)与滑动速度的大小无关；(3)静摩擦力大于动摩擦力。
其中静摩擦力与垂直力的比例系数为μ，静摩擦力max ,()F N F N μμ≤= 。
①2．摩擦角与摩擦锥当摩擦力达到最大静摩擦力时，全约束反力R和约束面法向的夹角称为摩擦θ。
②角mθ为顶以约束面法向为中心轴，以2m角的正圆锥叫做摩擦锥。
③3．摩擦自锁当主动力合力的作用线位于摩擦锥以内时，无论主动力合力多大，约束力都可与之平衡，此现象称为摩擦自锁现象。
二、摩擦自锁的应用1.劈具有构成尖锐角度的两个平面形状的坚硬物体。
又称楔或尖劈。
属于斜面类简单机械。
两成尖锐角度的平面称为劈面，劈的尖端称为劈刃，宽端称为劈背。
④我国周口店北京猿人遗址处发现的两面石器是尖劈的原始形式，距今约有40～50万年，新石器时代的石斧、石矛，商周时代的青铜器和兵器等，都说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单工具。
尖劈可以用来卡紧物件。
如果尖劈的锐角足够小，它可以嵌入木头缝或墙缝里，这是由于摩擦力的作用使尖劈静止在木头缝中或墙缝里，称为摩擦自锁。
像木器家具中常在横接处打入木楔就是应用尖劈摩擦自锁的原理。
例一、图示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件1和1＇预先夹妥，以便焊接。
浅析静力学中自锁现象的几个问题
浅析静力学中“自锁”现象的几个问题在日常生活中，大多数情况下，只要在物体上加上足够大的推力， 就能够让物体运动起来，而实际上由于摩擦的存在， 却会出现无论这个推力如何增大即使增大到无穷大，也无法 使它运动的现象，物理上称为“自锁”现象。
如一物体 A 静止在粗糙的水平地面上，现用 与水平成 角的推力F 推A ，当 超过某一值时，F 无论多大，都不能推动物体 A 。
本文 就高中物理力学中碰到的几个典型“自锁”现象的问题来逐一进行分析。
例一：一个质量为 M 的立方体，放在一粗糙的固定斜面上，斜面的倾角为今在该物体上施以水平推力F ,如图所示•问在什么条件下，不管 向上滑？ 解析：要求物体始终不沿着斜面上滑的条件，实际上就是要在这种情况下能够自锁的条件•设物体与 斜面的静摩擦因数为□•外力 F 的作用是力图使物体相对于斜面向上滑动，则在 F 较大时，物体所受的静摩 擦力的方向沿着斜面向下，受力图如图所示.建立的直角坐标系，将各个力进行分解， 物体不上滑应满足的条件是：Fcos B — Mgs in 0— f = 0..... ① 又有：N — Fsin 0— Mgcos 0 = 0 ..... ②F J N……③ 由上面三个式子，我们得到：F <( sin 0 + 口 cos 0) Mg /( cos 0 — 口 sin 0) •要使物体始终不向上滑动，应该要求上式中对于 任何的F 值都能够满足.即令 F TB ，因为上式中右边的分子不可能趋于无穷大，则应该要求其分母(cos 0 — ^ sin 0)趋于零，即有 ctg 07卩.因此，在当卩》ctg 0时，不管F 的值有多大，物体也不可能沿斜面向上滑.ctg 0即为这种情况下的自锁条件•我们可以看出这个条件是由斜面的倾角0和静摩擦 因数卩共同决定的，从以上的探讨，我们可以看出，自锁现象与静摩擦因数是密切相关的，如果物体间没 有静摩擦，就不可能实现自锁.例二：如图所示，有一长为 I ，重为G 0的粗细均匀杆 AB , A 端顶在竖直的粗糙的墙壁F 多大，物体都不可能沿着斜面F(9)上，杆端和墙壁间的摩擦因数为卩， B 端用一强度足够大且不可伸长的绳悬挂，绳的另一端 固定在墙壁C 点，木杆处于水平状态， 绳和杆的夹角为B 。
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生活中的自锁现象及其意义
摘要：力学中有一类现象，当物体的某一物理量满足一定条件时，无论施以多大的力都不可能让它与另一个物体之间发生相对运动，物理上称这种现象为“自锁”。
生活中存在大量的自锁现象，例如维修汽车时所用的千斤顶就是根据自锁原理设计的，但首先我们必须先研究其发生的条件，然后根据不同需要来运用自锁原理，自锁现象是力学中的一种特有现象，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强，不论该力多大，物块都不会滑动。
关键字：自锁现象、自锁条件、摩擦角、应用
1、引言
生活中很多的技术都运用到了自锁，但自锁有利也有弊，必须了解发生自锁或不自锁的条件，以便利用自锁，所以需要通过研究自锁的原理来应用在生活中。
自锁的定义：仅在驱动力或驱动力矩作用下，由于摩擦使机构不能产生运动的现象。
2、自锁现象产生条件
一、首先让我们了解一下水平面上的自锁现象
如图（1a ），重力为G 的物体，放置在粗糙的水平面上，用适当大小的水平力F 1推它时，物块总会运动。
但当用竖直向下的力F 2去推，物块则不会运动。
既使F 2的方向旋转一个小角度变成F 3来推，物块也不一定会运动。
只有当力的
方向与竖直方向的夹角超过一定角度变成F 4时，用适当的力推动，物块才可能
运动，而小于这一角度，无论用多大的力都不可能推动它。
当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ，则最大静摩擦力为N M F f μ=。
如图（1b ）中，水平面
对物体的作用力F '（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直方向的夹角a ，满足μα==N F f tan 。
a 称为摩擦角，无论支持力F N 如何变，a 保持不变，其大小仅
由摩擦因数决定。
现讨论发生自锁的条件。
设用斜向下的推力F 作用于物体，方向与竖直方向成θ时，如果满足)cos (sin mg F F +≤θμ
θ，无论用多大的力也推不动物体。
若重力mg 的影响无关紧要，有αμθtan tan =≤，即αθ≤，这是物体发生自锁的条件。
如果这一条件不满足，即αθ>，则物体所受动力大于阻力，物体就会运动。
二、在让我们来分析斜面的自锁条件
如图2所示，分析滑块A 在力Q 的作用下不沿斜面下滑的条件。
因为是滑块下滑的力为sin a ，而阻止其下滑的最大阻力为极限摩擦力F=fQcos a ，故当Qsin a ≤fQcos a ，
即沿运动方向的驱动力小于或等于极限摩擦力时，则滑块将不发生运动，如增大力Q ，由于不等式两边同时增加，故不管力多大，滑块都不能发生运动，即能够自锁。
则我们得出斜面自锁的条件：斜面倾角小于
或等于摩擦角，从图中可以看出，也就是力Q 与
斜面法线的夹角小于或等于摩擦角。
通过以上分
析可知，当作用于物体上全部主动力的合力的作
用线在摩擦角之内时，不论该力多大，物块都不会
滑动，这种现象称为摩擦自锁。
3、自锁现象在生活中的应用
x f ＦN Ｆ′ Ｆ2 Ｆ3
自锁现象在力学中应用极其广泛，在生活、生产中也随处可见，比如，有时候停电了，去外面我们有时可以看到维修电力的工人需要爬上电线杆，而登高对人来说是很困难的，所以他们脚上都会穿上特制的设备，这个设备就是根据自锁制造的“登高脚扣”（图3）,它的发明方便了人们的工作生活。
一般脚扣是一对用机械强度较大的金属材制作，用于承受人体重量。
脚扣弯成略大于半圆形的弯扣，确保扣住电线杆，保证足够的接触面。
内侧面附有摩擦因数较大的材料，扣的一端安装脚踏板。
使用时，弯扣卡住电杆，当一侧着力向下踩时，形成两侧向里的挤压，接触面产生向上的摩擦力，且向下踩的力越大，压力也越大，满足自锁条件，因而不会沿杆滑下。
只需两脚交替上抬就可爬上电线杆。
（图3 登高脚扣）
还有一种应用自锁原理的设备我们也很熟悉，这个东西在汽车修理店我们会经常看到，那就是架起汽车时用到的“千斤顶”（图4），千斤顶又称机械式千斤顶，是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。
普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，推动手柄，使丝杆的螺纹沿着底座螺纹槽慢慢旋进而顶起重物。
并在顶起重物后，重物和丝杆能保持状态，停在任何位置不自动下降。
即达到自锁状态。
只要螺纹升角满足丝杆材料与底座材料之间的自锁条件，在材料强度的允许范围内，无论多种的物体它都能举起。
图
4
（
螺
旋
千
斤
顶
）
图5是管钳，有时候家中的水管堵塞了，我们会叫来水工，他们就会拿出随身带的工具，最常见的就是这种管钳，这个是水工作业的常用工具，其原理也是自锁原理，钳口部分里外的宽度稍有不同，外部稍宽，固定柄架与活动杆横向保留一定间隙。
当钳口卡住管子时，用力扳手柄会使钳口和管之间的挤压更紧，使钳口与管形成自锁。
从而拧动水管，达到其应有的作用。
（图5 管钳）
4、结论
自锁现象是力学中的特殊现象，在我们的生活中被广泛应用，从而我得出以下结论：
自锁现象有利也有弊，有时需要自锁，有时却需要避免自锁，所以我们研究后知道，只有破坏自锁条件才能避免自锁，通过这次对自锁现象的分析，明白只有我们熟悉自锁的原理，才能在今后的生活应用中正确的运用。
参考文献：
【1】《工程力学教程》西南交通大学应用力学与工程系高等教育出版社 2011年5月
【2】《理论力学与机械原理》上海机器制造学校人民教育出版社 1998年7月【3】《力学中的自锁现象及应用》江苏省丰县中学李高斌、马辉网络 2009年4月
【4】《自锁—百度百科》 baidu 网络 2011年4月。