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刍议摩擦力的本质 祁东育贤中学 陈重大 421600 摩擦力是力学中的按力的性质分的三大力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。在摩擦力这节课中，重点是研究滑动摩擦力，要求会计算其大小和判断其方向，难点是静摩擦力，尤其是静摩擦力方向的判断。教学中要力图从两种摩擦力的区别与联系出发，让学生从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点，通过实验得出摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象，加深巩固所学知识。 了解了摩擦力之后，同学们都知道摩擦力产生于两个相互接触、相互挤压且有相对运动或相对运动趋势的物体之间。但对其本质究竟是什么，恐怕清楚的同学就不太多了。摩擦力产生的本质究竟是什么呢？我想摩擦力产生的本质应是多个方面的。 首先，两物体接触面间凹凸部分接触后，要出现相对滑动时就会相互碰撞、挤压，是产生摩擦力的主要原因之一。我们都知道：无论物体表面多么光滑，从原子、分子、尺寸看还是粗糙的。当两物体间压力比较小时，接触面分子间距离还比较大，故分子力对摩擦力的产生不起主要作用。摩擦力产生的主要原因是由凹凸部分相互碰撞和挤压引起。 其次，分子力也应是摩擦力产生的主要原因之一。当物体接触面间压力较大时，使两接触面间分子间距减小，在其距离达到分子力范围时，分子力也能阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。此时分子力对摩擦力的产生就起到非常重要的作用了。在此，我们不妨来解释一下为什么最大静摩擦力会大于滑动摩擦力？当两物体间相对静止时，由于分子间粘附得比较好，故分子力对静摩擦力的产生影响比较大；而当两物体间相对滑动后，分子间距离变大分子引力变小，那么分子力对阻碍物体间的相对运动的影响就不会太大了。此时摩擦力主要还是由凹凸部分的相互挤压、碰撞引起的。这样，就比较容易解释为什么最大静摩擦力要大于滑动摩擦力。 再次，静电作用可能也是引起摩擦力的一个不可忽视的因素。生活中的经验告诉我们，摩擦生热，但同时摩擦也可以生电。当两物体接触面发生摩擦的过程中，可能会带上异种电荷。那么他们之间静电作用可能也会成为引起摩擦力的因素。两物体在相对滑动时，就会使接触的两物体带上等量的异种电荷；滑动不停止，产生的异种电荷就不会停止。异种电荷互相吸引，会增大接触物体间的压力，增大摩擦力。比如：物体在塑料面上滑动时，受到的摩擦力往往要比在其他物体上滑动时，受到的摩擦力要大，我想这应该与两物体在摩擦过程中产生的异种电荷之间相互吸引有很大关系吧。 综上所述，摩擦力产生的本质应该是很复杂的。所以，我们在理解摩擦力本质及摩擦力有关的规律时，应针对其具体情况从多方面综合考虑，这样才能比较准确地解释摩擦力本质及相关的各种现象及问题，以免出现漏洞和错误。 滚动摩擦(rolling friction)一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。滚动摩擦一般用阻力矩来量度，其力的大小与物体的性质、表面的形状以及滚动物体的重量有关。滚动摩擦实际上是一种阻碍滚动的力矩。当一个物体在粗糙的平面上滚动时，如果不再受动力或动力矩作用，它的运动将会逐渐地慢下来，直到静止。这个过程，滚动的物体除了受到重力、弹力外，一般在接触部分受到静摩擦力。由于物体和平面接触处产生形变，物体受重力作用而陷入支承面，同时物体本身也受压缩而变形，当物体向前滚动时，接触处前方的支承面隆起，而使支承面作用于物体的合弹力N的作用点从最低点向前移。正是这个弹力，相对于物体的质心产生一个阻碍物体滚动的力矩，这就是滚动摩擦。对于初中学生来说，他们还未掌握力矩的概念，就不要把滚动摩擦讲成是一种摩擦力，只能讲一个物体在另一个物体上滚动时所受到对滚动的阻碍作用。关于滚动摩擦，我已经从一位大学老师那里找到了答案，说的是：? ? 如一个圆柱在一个水平面上滚动的时候，对地面产生了一个范性形变，使得支持力方向与重力方向不在一条水平面上，这个支持力的竖直分力仍与重力平衡，而水平分力就会以圆心为支点，造成一个对其的阻力矩，在宏观描述起成一个阻碍的作用效果，由于地面的形变很小，该力矩的力臂也很小，所以力矩也很小，使得滚动摩擦也很小。 　2．粘附说．这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论．最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出，他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦会增大，可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释． 　　上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论． 　　新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度