生活中有哪些地方存在摩擦力(生活巾摩擦力减小的地方)

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作者:王爱林

摘要:摩擦力是物体相互接触时，阻止物体相对滑动的一种力。摩擦是一种非常普遍的力学现象，在人类的生活和生产中无处不在。在摩擦中，摩擦按其性质可分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。摩擦力的不同性质有不同的因素影响其大小。

关键词:摩擦力，相对运动趋势，凹凸啮合理论，达芬奇，粘附理论

主体

(1)静摩擦

两个物体之间只要有相对滑动的趋势，就会有摩擦。如果滑动趋势不是太强，由于摩擦力的作用，相对滑动不会真正实现，这就是静摩擦力。可以看出，静摩擦力是由物体之间的相对运动趋势引起的。但相对运动趋势是外力造成的。因此，静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、正压力，还包括外力。静摩擦力的大小和方向取决于相对滑动的趋势。

由于摩擦力是阻止相对滑动的力，所以静摩擦力的方向自然与接触面上相对滑动趋势的方向相反。两个物体都受到静摩擦力的影响，它们的方向与接触面上每个物体相对滑动趋势的方向相反。静摩擦力的大小也取决于相对滑动的趋势。没有相对滑动趋势，就没有静摩擦力，即摩擦力的大小为零；当有相对滑动趋势时，静摩擦力也会出现。在一定条件下，当物体之间的相对滑动趋势不变时，静摩擦力会有一定的量级与之对应，这个量级应该刚好足以抵消相对滑动趋势，防止相对滑动真正发生。所以在具体问题中，静摩擦力的大小往往是事先不知道的，需要根据“物体之间没有真正发生相对滑动”的条件，从动力学运动方程中计算出来。一旦情况发生变化，物体之间的相对滑动趋势发生变化，静摩擦力也随之自动调整，这样相对滑动就永远不可能真正发生。

但静摩擦力的自动调节不能无限进行，其最大值称为最大静摩擦力。在不超过最大静摩擦力的情况下，外力越大，静摩擦力越大。一旦超过最大静摩擦力，物体开始滑动，静摩擦力转化为滑动摩擦力。那么最大静摩擦力与什么有关呢？实验表明，最大静摩擦力f max与两物体间的正压力N成正比，与接触面的面积无关，而与接触面的性质有关(如接触面的材质、粗糙度等。).

(2)滑动摩擦

当外力超过最大静摩擦力的范围时，物体开始滑动，摩擦力继续存在，只是静摩擦力转化为滑动摩擦力。物体沿接触面相对滑动，接触面上阻止相对滑动的摩擦力称为滑动摩擦力。滑动摩擦的方向自然与接触面上相对滑动的方向相反。滑动摩擦力的大小随着相对滑动速度的变化而变化，从零开始逐渐增大，而滑动摩擦力从最大静摩擦力fmax = μ n开始减小，一般来说滑动摩擦力小于静摩擦力，所以推动静止的物体更困难，推动后保持匀速运动更省力，也就是说。

然而，当相对滑动速度过大时，滑动摩擦急剧增加。我们可以采用控制变量的方法，通过实验精确验证在动摩擦系数一定的情况下，滑动摩擦力与接触面上的正压力N成正比。但由于动摩擦系数很难控制，所以在正压不变的情况下，滑动摩擦力与动摩擦系数成正比的结论只是粗略地得到了验证。由此可得公式:f = μ n，其中μ称为滑动摩擦系数，它取决于接触面的材料、接触面的表面状态和相对滑动速度等。在某些特殊情况下(例如，材料硬度保持不变，接触面进行加工等。)，滑动摩擦力几乎不随移动速度变化，几乎等于最大静摩擦力，即μ =常数≈μ S当外力等于动摩擦力时，物体上的力仍然是平衡的。要使物体运动，就要增加外力。

如果没有摩擦力，我们就不能行走。因为我不能站也不能走。比如在冰上行走，因为冰很滑，走一小段路就会很累，出一身汗。如果没有摩擦力，路面会比冰还要光滑，然后人倒在地上会感觉好一些。如果没有摩擦力，螺丝就拧紧不了，钉在墙上的钉子就会自动松动掉下来。根据万有引力定律，所有物体都会在万有引力的作用下聚集在一起。家里所有的桌椅应该放在一起。你给一点推力，它就会散开，滑过地面，就不能用了。

比如我们拿一支笔，一小段绳子，把绳子绕在笔上，会发现绳子绕的次数越多，越难拉，尤其是绳子之间有重叠的地方。还有其他影响摩擦力的因素吗？根据我们的分析，绳子每绕笔一圈，绳子和笔之间就会多一圈(无数圈)的接触点，它们之间的相互作用也就多了很多，也就是产生摩擦力的地方也就多了，所有的摩擦力加在一起，合力也就增大了。如果绳子有重叠，不仅是绳子和笔之间，绳子和绳子之间也会有重叠，会阻碍对方的动作。此时，绳子与笔之间的压力除了绳子与笔直接接触的压力外，还包括绳子与笔之间的压力，这样摩擦力急剧增大，很难拉动绳子。生活中，船靠岸时，总是用绳子把岸上的桩绑起来，还会用多绕绳子的方法来增加摩擦力。但不包括除正压力和动摩擦系数外影响摩擦力的其他因素。

第四，科学家对此的研究

到现在为止，人们对摩擦力的本质还不是很了解。最早对摩擦进行实验研究的代表人物是文艺复兴时期的达芬奇。他比较了不同表面光洁度的材料的摩擦力，提出物体之间的摩擦力取决于表面的粗糙度。表面越粗糙，摩擦力越大，即固体表面的粗糙是产生摩擦力的根本原因。这个想法逐渐发展成为一种理论——凹凸理论。根据这一理论，物体表面无论做什么样的加工，都不可避免地会留下或大或小的凸起。当表面不平整的物体相互接触时，必然会产生摩擦。有人做过这样的类比:固体表面的接触就像把一座山脉翻过另一座山脉。因为它们相互啮合，只有破坏凸起部分才能滑动，这就是产生阻碍相对运动的摩擦力的基本原理。这个理论长期以来得到了很多人的支持。

摩擦的另一种观点是分子理论。这是由英国物理学家德萨·古利尔提出的。他认为摩擦是由摩擦面上分子力的交织引起的。该理论指出，物体表面越光滑，摩擦面之间的距离越近，表面上的分子力就越大，因此摩擦力也就越大。但是由于加工工艺的原因，这个理论并没有得到实验的证实，所以学者们很难接受。

(一)凹凸啮合理论

从15世纪到18世纪，科学家们提出了一个关于摩擦力本质的理论。啮合理论认为，摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平引起的。当两个物体受压接触时，接触面上的许多凹凸部分相互啮合。如果物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分发生碰撞，产生断裂和摩擦，会阻碍运动。

(2)粘附理论

这是继凹凸啮合理论之后关于摩擦本质的一个理论。它最早是由英国学者德萨佐里乌斯在1734年提出的，他认为两种抛光的金属之间的摩擦力会增加，这可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力增加来解释。

上个世纪以来，随着工业和科技的发展，对摩擦理论的研究进一步深入。到上世纪中叶，一种新的摩擦粘着理论诞生了。

说明影响摩擦力的因素是固定的、很少的，但其表现形式是非常多样和复杂的。只有充分认识和控制这些因素，才能充分利用有益的摩擦，避免有害的摩擦，最大限度地改善生产和生活。

参考资料:摩擦的本质，BBC新闻网，摩擦的好处和