小狐貍皮皮的物理世界

曹遠(yuǎn)強(qiáng)

認(rèn)識(shí)摩擦力

歇了一段時(shí)間后，幾個(gè)小伙伴又開始練武，狐貍爺爺也開始活動(dòng)筋骨。小狐貍皮皮正踢著腿，忽然，他腳下一滑摔倒了。大家連忙跑過去看，原來皮皮活動(dòng)的地方有一些沙礫，腳踩上去，沙礫一滾，于是他就滑倒了。

“哎呀，都怪我，沒有把地掃干凈。”小熊說。

皮皮搖了搖手，說：“沒事兒，沒事兒。”

“狐貍爺爺，為什么平地上有沙礫容易讓人滑倒呢？”小狗汪汪問。

狐貍爺爺說：“這些沙礫使腳和地面之間的摩擦變成了滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦的力很小，因此皮皮就滑倒了。”

皮皮問道：“爺爺，這些沙礫是不是像小輪子，就跟我的輪滑鞋下面的小輪子一樣？”

小熊和小狗這才發(fā)現(xiàn)，皮皮每只鞋的下面都嵌著三個(gè)小輪子。

小狗汪汪說：“摩擦力？狐貍爺爺，您又說了一個(gè)新的力。摩擦力有什么特點(diǎn)呢？您給我們講一講吧！”

小熊說：“汪汪，沒想到你這么好學(xué)，我可要向你學(xué)習(xí)啊！”

狐貍爺爺說：“兩個(gè)物體互相接觸，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)，或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙它們相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力就叫摩擦力。”

小熊聽得有點(diǎn)兒糊涂，不好意思地說道：“新名詞太多了，什么相對(duì)運(yùn)動(dòng)，什么趨勢(shì)，我聽得頭都大了！”

小狗汪汪安慰他說：“小熊，別著急，慢慢就懂了。”

靜摩擦和滑動(dòng)摩擦

狐貍爺爺解釋說：“相對(duì)運(yùn)動(dòng)就是以對(duì)方為參照物，有位置的改變。譬如這個(gè)石鎖，把它放在水平地面上，它與水平地面之間只有壓力，沒有摩擦力。為什么呢？因?yàn)樗偷孛嬷g沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。現(xiàn)在給它一個(gè)水平的推力，但是沒有推動(dòng)它，這時(shí)候石鎖相

對(duì)于地面有了向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此石鎖受到了地面給它的摩擦力，摩擦力阻礙它向前運(yùn)動(dòng)。這種摩擦力叫靜摩擦力。”

狐貍爺爺接著說：“來，小熊，你用力推動(dòng)這個(gè)石鎖。”

“好！”小熊爽快地答應(yīng)了，伸手一推，石鎖向前運(yùn)動(dòng)了。

“這次有了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，石鎖和地面之間產(chǎn)生了摩擦力，這種摩擦力叫滑動(dòng)摩擦力。滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)呢？皮皮、汪汪，你們兩個(gè)用力壓住石鎖，小熊，你再推推看。”

皮皮和汪汪一邊一個(gè)用力壓住石鎖，小熊在水平方向上推石鎖，這次居然沒推動(dòng)。最后，小熊用盡全身的力氣才把石鎖推動(dòng)了一點(diǎn)點(diǎn)。

“小熊，這次推石鎖費(fèi)力多了吧？”狐貍爺爺問小熊。

“是的，這次阻力好大呀！”

“這就說明影響滑動(dòng)摩擦力大小的第一個(gè)因素是壓力的大小。在兩個(gè)物體接觸面的粗糙程度一定的情況下，物體間的壓力越大，產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力就越大。”狐貍爺爺說。

“皮皮、汪汪，你們也推一下石鎖，看看能不能推動(dòng)。”狐貍爺爺接著說。

“好嘞！”皮皮和小狗汪汪全力向前推石鎖，剛剛能推動(dòng)。

“另一個(gè)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素是接觸面的粗糙程度。下面，我們改變一下地面的粗糙程度，你們兩個(gè)再一起試著推一下石鎖。”狐貍爺爺又說。

“好的！”皮皮和小狗汪汪一口答應(yīng)了。

狐貍爺爺說：“來，小熊，你把石鎖放到那邊的土路上，讓他們兩個(gè)再試著推一下。”

小熊照狐貍爺爺說的提起石鎖，然后將石鎖放到一邊的土路上，土路上有一些雜草。這次皮皮和汪汪合力往前推石鎖，卻怎么都推不動(dòng)。

“我們推不動(dòng)，摩擦阻力太大了！”皮皮抱怨說。

狐貍爺爺說：“這就證明接觸面的粗糙程度是影響摩擦力的另一個(gè)重要因素。在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，摩擦力越大。”

三個(gè)小伙伴恍然大悟。

有益摩擦和有害摩擦

太陽很高了，皮皮和狐貍爺爺決定回家休息。走出小樹林時(shí)，皮皮突然說道：“爺爺，摩擦力總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以它是不好的，因此它越小越好，對(duì)嗎？”

狐貍爺爺說：“不是這樣的！根據(jù)我們的需求，摩擦力可以分為有益摩擦和有害摩擦，有益摩擦大一些好，有害摩擦則小一些好。要注意的是，有益摩擦和有害摩擦有時(shí)是可以轉(zhuǎn)化的。”

皮皮糊涂了，問道：“您說的我沒聽懂啊！”

狐貍爺爺解釋起來：“汽車發(fā)動(dòng)時(shí)，我們會(huì)希望地面的摩擦力大一些，因?yàn)槠嚨臓恳υ诘孛婺Σ亮Φ膸椭虏拍芷鹱饔茫@時(shí)的摩擦力可以視為有益摩擦。汽車行駛時(shí)，我們又希望地面的摩擦力小一些，這樣行駛速度就會(huì)快一些。行駛時(shí)，汽車受到的地面摩擦力可視為有害摩擦。停車時(shí)，我們又希望地面的摩擦力大一些，因?yàn)檫@樣我們就能更快更好地將車停好。這時(shí)候，地面摩擦力又可視為有益摩擦。”

皮皮明白了，他說：“哦，我懂了！”

弄明白問題后，皮皮高興地踩著輪滑鞋向前滑去。

減小摩擦力的方法

滑了一段距離后，皮皮發(fā)現(xiàn)了問題，于是停下來對(duì)狐貍爺爺說：“爺爺，我這只鞋子下面的輪子轉(zhuǎn)得不順暢，我得檢查一下。”說罷他在路邊坐下，把鞋脫了下來。他用手撥動(dòng)鞋子下面的三個(gè)輪子，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)不如另外兩個(gè)轉(zhuǎn)得好。

狐貍爺爺說：“這個(gè)輪子和軸之間的摩擦力太大了，需要減小。”

皮皮疑惑了：“對(duì)哦，輪子和軸之間的摩擦是有害摩擦，應(yīng)該越小越好，可怎么才能減小呢？”

狐貍爺爺說：“可以擦一點(diǎn)兒潤滑油。潤滑油可以使接觸面分離，從而減小摩擦力。”

“哦，那我回家后就擦。”皮皮穿上鞋，同狐貍爺爺一起往家里走。這時(shí)候，狐貍爺爺問皮皮：“你知道減小摩擦力的方法有哪些嗎？”

皮皮邊走邊回答：“可以減小壓力，也可以減輕接觸面的粗糙程度。”

狐貍爺爺提醒皮皮：“還有一種辦法，想想你的輪滑鞋。”

皮皮明白過來了，趕緊補(bǔ)充：“還可以使接觸面分離，比如使用潤滑油。”

狐貍爺爺說：“通過分離接觸面減小摩擦力的還有在水上行駛的氣墊船，以及在陸地上行駛的磁懸浮列車。”

接著，狐貍爺爺指著皮皮的鞋子說：“你為什么要穿輪滑鞋滑旱冰，為什么不穿普通的鞋滑？原因是相同情況下，滾動(dòng)摩擦要比其他摩擦小很多。我們可以用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，從而減小摩擦力。”

正說著，狐貍爺爺大喊了一聲：“小心腳下！”

但還是遲了，因?yàn)槠てぶ活欀f話，腳下一絆向前摔倒了。摔倒后，皮皮大喊起來：“這該死的摩擦力讓我摔了一跤，我真是太討厭你了！”

狐貍爺爺?shù)恼n堂

兩個(gè)物體的接觸面有一定的粗糙度，當(dāng)這兩個(gè)物體相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)它們有滑動(dòng)趨勢(shì)而沒有滑動(dòng)時(shí)，它們之間就會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力。當(dāng)一個(gè)物體借用輪子在另一個(gè)物體的表面滾動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)物體之間產(chǎn)生的是滾動(dòng)摩擦力。

摩擦力還可以分為有益摩擦和有害摩擦。

滑動(dòng)摩擦力的大小與物體表面間的壓力和粗糙程度有關(guān)。

減小摩擦力的方法有以下幾種：一、減小壓力;二、減輕接觸面的粗糙程度;三、使接觸面分離;四、變滑動(dòng)為滾動(dòng)。

（編輯 乖乖隆地洞）