摩擦力的自述_论文天下网

摩擦力的自述

同学们，不知你有没有注意过冬天下雪后，当厚厚的积雪被车辆和行人压的像结冰的河面一样光滑时马路上的情景——人们走路时总是小心翼翼的，而且一不小心就会摔一跤；骑摩托车的人时不时地把两腿撑在地面上；骑自行车的人大部分都推着自行车走路；一辆辆汽车就像甲克虫一样蠕蠕爬行，有时还不如步行的人走的快……这时你可能会觉得很好笑，那么，当你在雪地上滑倒时，你有没有想过为什么会滑倒呢？在你学过摩擦力之后可能会立即抱怨我说“在需要你——摩擦力的时候，你为什么还那么小，如果你大一点，我怎么会滑倒呢？”当你抱怨我时，我也会很生气。如果我反问你一句——你真正了解我吗？如果你真正了解我，为什么只在需要我的时候抱怨我不变得大一些，而你为什么不根据影响我大小的因素采取措施让我变得大一些呢？当你拖着东西在凸凹不平的山地里行走时，你还想让我变得大一些吗？大概你那时会恨不得马上让我消失。如果我真正消失了，你还能走得动路吗？哈哈，听了我的反问，可能你会满头雾水，后悔自己在学习我——摩擦力时，没有从我的概念、分类、产生原因、方向、如何有效利用我对人类的益处和消除我对人类带来的危害等方面对我进行全面、深刻的理解和掌握。这不要紧，只要同学们静下心来认真看一下我的自述，就会对我有一个全面、深刻的了解，以后也就不会再无缘无故的抱怨我了。
在学过摩擦力后，可能同学们都已经知道我是由于一个物体在另一个物体上运动或虽然没有运动，但有相对运动趋势时产生的一种阻碍作用，方向总是沿接触面并与物体相对运动的方向或物体相对运动趋势方向相反。但由于我们摩擦力家族有三个兄弟，他们各有各的产生原因和特点，这样人们在利用我们为人类造福和消除我们对人类产生的危害上就存在很大的不同，下面就由我们三兄弟分别作一下自我介绍，以便让同学们对我们摩擦力有一个全面深刻的了解。
一、滑动摩擦和滑动摩擦力：两个接触的物体，当一个物体在另一个物体表面上滑动时，产生的摩擦叫滑动摩擦。在接触面上，阻碍相对滑动的力，叫滑动摩擦力。物体受滑动摩擦力的方向沿接触面并与物体相对运动的方向相反。滑动摩擦力对物体间相对运动起阻碍作用。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和正压力的大小相关。当压力一定时，接触面越粗糙，物体受的摩擦力越大；当粗糙程度固定时，正压力越大，滑动摩擦力也越大。物体表面抹上润滑油，可以大大地减小滑动摩擦力。实验证明，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关，与物体运动速度的大小(在低速时)几乎无关。关于摩擦力的产生有两种主要说法：一是凹凸啮合说。认为摩擦产生的原因是由于物体表面的粗糙不平，两物体互相接触时，凹凸不平部分互相啮合，使物体运动受阻引起。二是分子粘合说。认为滑动摩擦是由紧压着的接触面上分子的引力，引起表面的吸附作用所致。滑动摩擦在日常生活和生产技术上有闲荡广泛的应用。
二、滚动摩擦和滚动摩擦力：一个物体在另一个体表面上滚动时产生的作用。滚动摩擦是滚动着的物体所受到的对滚动的阻碍作用。物体在滚动时受到的阻力叫滚动摩擦力。滚动摩擦形成的原因不同于滑动摩擦，当物体在平面上向前滚动时，支承面因受压而变形，接触前方的支承面隆起，滚动的物体在滚动的过程中，始终处于一种“爬坡”状态（如图1所示），使物体的滚动受阻，形成滚动摩擦。滚动摩擦形成的原因不同于
滑动摩擦，滚动物体受到的滚动阻碍作用和摩擦力是两个完全不
同的概念。滚动摩擦比滑动摩擦要小得多，滚动轴承的摩擦约是
滑动轴承摩擦的1/20～1/30，轴承就以此原理制成。
三、静摩擦和静摩擦力：两个相互接触的物体，在外力作用下，
物体间有相对运动趋势，但又保持静止状态时，产生的摩擦叫静摩擦。在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，就是静摩擦力。静摩擦存在的条件是物体间有相对运动趋势。用力拉地面上物体，物体没有被拉动；放在斜面上的物体但没有下滑，物体和接触面之间都存在着静摩擦。如图 2(1)中物体A放在小车上以共同的速度v匀速运动，物体A与车之间不存在相对运动趋势，故不存在静摩擦。物体受静摩擦力的方向，与物体间相对运动方向相反，且沿接触面。如图 2 (2)中斜靠在墙壁上的木棒，接触点A和B受到的静摩擦力方向如图2（2）所示，静摩擦力与使物体产生相对运动趋势的外力是一对平衡力，静摩擦
力的大小总是与这个外力大小相等，方向相反。外力
增大，静摩擦力也增大，但是，静摩擦力随外力增大
到一定数值时，物体就要产生滑动，这时的静摩擦力
称为最大静摩擦力。最大静摩擦力在数值上等于静止
物体开始运动时所需要的最小外力。静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势，但静摩擦力并不总是作为阻力，汽车之所以能够将车上的重物运走，就是因为物体受到车厢施与它的静摩擦力的作用。
我们摩擦力也是力的一种，跟其他力一样，我们的单位都是牛顿（N），测量工具也是用测力计，在初中阶段，同学们主要学习了滑动摩擦力的测量，因此，就由滑动摩擦力兄弟自我介绍一下他的大小是怎样测量的：如图3所示，用弹簧秤沿水平接触面的方向拉物体做匀速运动，物体在水平方向上受到的滑动摩擦力和弹簧秤对物体的拉力是一对平衡力，弹簧秤上的读数即等于滑动摩擦力的大小。用弹簧秤测滑动摩擦力实验中，应保证底面和拉力都是水平的。而且要让弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动的过程中读数，否则，弹簧秤的示数不准确。做此实验时，当把砝码不断地加在物体上，或改变底面的粗糙程度；重复实验时，就可以探究滑动摩擦力与正压力大小、表面粗糙程度的关系。
在现实生活中，人们每时每刻都离不开我们摩擦力，即使在走路的时候，如果没有我们摩擦力，人们也寸步难行，或者一旦行走，就永远也不能停下来，那样，人们就无法正常生活。不用说摩擦力完全消失，即使像下雪天那样，由于地面太光滑，在压力不变的情况下，我们摩擦力大大减小，也会给人们的行走、汽车的行驶带来极大的不便。但是当同学们了解我们摩擦力的特性后，只要肯动脑筋，就可以在需要增大我们摩擦力时，随时让我们变大。如下雪天地面太滑，又不可能使人对地面的压力随便增大，这时人们只要穿上鞋底有突起花纹或带有小钉子的鞋子就可以增大摩擦力，这样就不容易滑倒了；当汽车因摩擦力太小不便行驶时，只要在车轮上绑一根铁链，增大车轮表面的粗糙程度或在车中多装一些货物，增大车轮对地面的压力即可增大汽车与地面之间的摩擦力等。
任何事物都有它的两面性，我们摩擦力也一样，虽然人们每时每刻都离不开我们，但也有对人类有害的一面，如机器内部各种零件工作时，若摩擦力太大，不仅要消耗大量的能量来克服摩擦力，还会使机器零件磨损，缩短机器的使用寿命，在这种情况下，人们就根据影响摩擦力大小的因素——接触表面的粗糙程度和对物体表面的压力，在机器零件转动的部位加入润滑油，以减小接触表面的粗糙程度来尽量减小我们摩擦力的产生，在机器的一些转动部位，人们还根据机器取得结构特点在转动部位安装了轴承，这样就把滑动摩擦变为滚动摩擦，再将轴承内的滚珠和滑道上加入润滑油，就会更有效地减小机器转动部位的摩擦，既可以减小机器额外功的消耗，又可以延长机器的使用寿命。