關于摩擦力的認識與應用

王嘉浩商丘市第一高級中學

關于摩擦力的認識與應用

王嘉浩
商丘市第一高級中學

摩擦力是一種極為普遍的現(xiàn)象，它在實際生活中的例子也有很多，如我們能夠抓住物體就是需要摩擦，我們能在地面上做任何運動是因為腳與地面之間的摩擦，飯桌上我們能拿起筷子就是因為手與筷子間存在靜摩擦等等都是我們能直接觀察到的生活現(xiàn)象。當兩個互相接觸的物體要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，就會在接觸表面產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這個力就是摩擦力。本文闡述的主要是摩擦力在生活中的應用，同時改變?nèi)藗儗δΣ亮斫獾恼`區(qū)，以加深人們對摩擦力的理解與認知，從而使摩擦力為人所利用。

摩擦力；認識；誤區(qū)；應用

一、摩擦力

在物理學中，摩擦力是最常見也是最重要的力之一，它是指當兩個互相接觸的物體要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時在接觸表面產(chǎn)生的一種阻礙相對運動的力，也可以說是兩個表面接觸的物體相互運動時互相施加的一種物理力，所以物體之間產(chǎn)生摩擦力必須要具備三個條件，一是物體間相互接觸、相互擠壓，二是接觸表面是粗糙凹凸的，三是物體間有相對運動趨勢或相對運動。摩擦力分為滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力。各種摩擦力在人類的實際生活中都是廣泛存在的。

摩擦力在日常生活和工作中是一種極為普遍的現(xiàn)象，已經(jīng)是人類生活工作中不可缺少的部分甚至對人類社會的進步與發(fā)展起著非常重要的作用。在現(xiàn)實社會生活中，人要抓住物體、人要行走、皮帶傳動等等都離不開摩擦力的作用。如果地球上沒有摩擦力，那我們的生活可以說是困難重重，人們無法進行任何運動，腳與地面間沒有了摩擦，人們就會寸步難行。但是摩擦力也會給我們的日常生活帶來麻煩。例如鞋子與地面間的摩擦造成鞋子的破損；機器開動時，活動部件之間由于摩擦力而浪費了動力，機器部件出現(xiàn)不同程度的磨損，使用壽命受到影響。摩擦力有利也有弊，我們應該合理利用摩擦力，盡可能降低有害摩擦，充分利用摩擦造福人類社會。

二、對摩擦力理解的誤區(qū)

1.摩擦力一定是和物體運動的方向相反

實際上，滑動摩擦力的方向和相對運動的方向是相反的，靜摩擦力方向和相對運動趨勢方向是相反的，“運動”和“相對運動”的概念是不同的，所以摩擦力不一定是與物體實際運動的方向相反。

2.靜止的物體只能受到靜摩擦力，運動的物體只能受到滑動摩擦力

靜摩擦力是否可以產(chǎn)生不在于運動，而在于是否存在物體間的運動趨勢。當兩個物體相對靜止時才會有靜摩擦力，但要注意相對靜止并不代表不運動。運動的物體完全可以受到靜摩擦力的作用。比如，商場里有傾斜面的自動扶梯，顧客站在扶梯上，被扶梯帶著進行勻速向上或勻速向下運動時，顧客都會受到扶梯面向上的靜摩擦力。長木板上有一小型玩具卡車，這兩個物體一起在同一水平面上做勻加速運動，這個時候小型玩具卡車的靜摩擦力就提供了一個加速度。由此可見，靜止的物體可以受到滑動摩擦力，運動的物體也可以受到靜摩擦力。

3.摩擦力總是阻力，阻礙物體的運動

摩擦力是當兩個互相接觸的物體要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時在接觸表面產(chǎn)生的一種阻礙相對運動的力。它可以阻礙物體間的相對運動或者阻礙物體間的相對運動趨勢，但不一定阻礙物體間的實際運動。摩擦力可以是阻力，也可以是動力。人站在傾斜扶梯上向上運動，人爬桿的活動或者人在行走時人與地面間的摩擦力等產(chǎn)生的摩擦力都是動力。

4.壓力越大，摩擦力越大

由摩擦力的表達式F=μ×FN看出，滑動摩擦力和壓力是成正比的，也就是說壓力越大，滑動摩擦力就越大。但對于靜摩擦力來說，如果兩個物體之間沒有相對運動趨勢，正壓力再大，摩擦力也可能始終為零。一本雜志平放在水平面上，你用力豎直向下壓，不管你是增大還是減小壓力，雜志與水平面之間沒有任何的相對運動或者相對運動趨勢，所以說其摩擦力為零。又如，當你手握木棒時，不管你是用力握住還是輕輕握住木棒，只要木棒在你手中沒有掉落，那么木棒受到的摩擦力就是木棒的重力，就與手握木棒的正壓力沒有任何關系。由此可以看出，靜摩擦力的大小應根據(jù)物體的實際運動狀態(tài)來判斷，而不是簡單根據(jù)表達式做出回答。

三、摩擦力在生活中的應用

摩擦力在生活中無處不在，假如沒有摩擦，我們的生活將會無法想像，下面舉幾個例子了解下摩擦力的應用。

1.教室里的摩擦

學生握筆寫字時，手與筆桿之間存在著靜摩擦。手在筆桿表面上具有相對運動趨勢時但并沒有發(fā)生相對運動，這個時候兩者間產(chǎn)生靜摩擦。學生用鋼筆或者鉛筆寫字，鋼筆或者鉛筆與紙間有著滑動摩擦，這是因為鋼筆或鉛筆在紙表面上進行滑動時，接觸面上產(chǎn)生了阻礙它們之間相對滑動的現(xiàn)象。

2.汽車中的摩擦

輪胎與地面之間的摩擦力使汽車能夠繼續(xù)前行。汽車引擎運轉(zhuǎn)時，輪子被帶動進行轉(zhuǎn)動，地面受到輪子和地面的接觸點向后施加的力，因此輪子獲得向前的摩擦力，進而汽車得以前進。同時為了避免打滑，增強與地面間的摩擦，汽車皮帶的內(nèi)面鑄成齒狀。

3.自行車中的摩擦

自行車的輪胎是圓的，所以自行車在行駛時輪胎與地面間產(chǎn)生滾動摩擦，從而在一定程度上減小了摩擦；為了使接觸面變粗糙從而增大有益摩擦，所以把手和輪胎上都有花紋。同樣為了減小摩擦，車軸上加有潤滑油。

4.拔河比賽中的摩擦

拔河比賽是體育運動中不可缺少的一項活動。根據(jù)牛頓第三定律來看，當一個物體A作用于另一個物體B時，物體B必然同時給物體A一個反作用力，作用力與反作用力是大小相等的但方向相反，所以對于拔河的雙方，決定勝負的因素在于增大與地面間的最大靜摩擦力。穿上底部帶有凹凸不平花紋的鞋子或者增加隊員的體重，再如在拉繩時身體向后仰就能夠使摩擦力增大，這樣才有可能在拔河比賽中獲勝。

四、總結

摩擦力無處不在，已經(jīng)成為人們的日常生活和工作中不可或缺的一部分，甚至對人們的日常生活和工作起著至關重要的作用，所以加深對摩擦力的正確理解與認知就能充分利用有利摩擦力，盡量減輕有害摩擦對人們的影響。人們要主動去觀察并學習生活中的摩擦力，在生活中學習，在學習中生活，也要積極合理利用摩擦力最大程度地去造福人類來推動科學技術的進一步發(fā)展。

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[3]汪德濤.對摩擦學研究與應用的展望[J].全國摩擦學學術會議，1997