我對摩擦力的研究
【提要】
本文對摩擦力的類型，定義，摩擦力的大小，摩擦力的計算方法，產(chǎn)生摩擦力的條件進行了敘述。
【關(guān)鍵詞】
摩擦力；定義；計算
【引言】
在現(xiàn)在的世界里，摩擦力無處不在。但是你們又有多少研究呢？筆者對此做了研究。下面展示筆者對此做的研究成果。
【摩擦力】
(1)定義：兩個互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時。就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力。
(2)物體之間產(chǎn)生摩擦力必須要具備以下三個條件：
第一，物體間相互接觸、擠壓
第二，物體間有相對運動趨勢或相對運動
第三，物體間接觸面是粗糙的
【滑動摩擦力】
(1)定義：當(dāng)一個物體在另一個物體表面上滑動時產(chǎn)生的摩擦叫滑動摩擦力。（2)大量實驗表明，滑動摩擦力的大小只跟壓力大小、接觸面的粗糙程度相關(guān)。壓力越大，滑動摩擦力越大；接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
(3)滑動摩擦力是阻礙相互接觸物體間相對運動的力，不一定是阻礙物體運動的力。即摩擦力不一定是阻力，它也可能是使物體運動的動力，要清楚阻礙“相對運動”是以相互接觸的物體作為參照物的。“物體運動”可能是以其它物體作參照物的。如：實驗中在木塊上放一個砝碼，用彈簧秤拉木塊作勻速直線運動時，砝碼是由于受到木塊對它的靜摩擦力才隨木塊一道由靜止變?yōu)檫\動的。具體情況是：當(dāng)木塊受到拉力由靜止向前運動時，砝碼相對于木塊要向后滑動，木塊就給砝碼一個阻礙它向后滑動的摩擦力，這個摩擦力的方向是向前的。所以砝碼相對于木塊沒有滑動，這時的摩擦力就是靜摩擦力。
(4)滑動摩擦力大小與物體運動的快慢無關(guān)，與物體間接觸面積大小無關(guān)。
(5)研究實際問題時，為了簡化往往采用“理想化”的做法，如某物體放在另一物體的光滑的表面上，這“光滑”就意味著兩個物體如果發(fā)生相對運動時，它們之間沒有摩擦。
【靜摩擦力】
(1)靜摩擦力：當(dāng)物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時，在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力，這個力叫摩擦力。若兩相互接觸，而又相對靜止的物體，在外力作用下如只具有相對滑動趨勢，而又未發(fā)生相對滑動，則它們接觸面之間出現(xiàn)的阻礙發(fā)生相對滑動的力，謂之“靜摩擦力”。
�。�2)靜摩擦力的產(chǎn)生條件：
①接觸面是粗糙的；
�、趦蓚�物體互相接觸且相互間有擠壓；
�、畚矬w間有相對運動的趨勢。
(3)靜摩擦力的方向：
�、俜较颍焊佑|面相切，并且跟物體相對運動趨勢方向相反。所謂的相對，是以施加摩擦力的施力物體為參考系的。
�、谙鄬\動趨勢的方向的判定：假設(shè)接觸面光滑沒有摩擦力，看物體的相對運動方向，由此判定相對運動趨勢的方向
(4)靜摩擦力的大�。�
�、僮畲箪o摩擦力：靜摩擦力存在最大值，稱為最大靜摩擦力。它等于使物體剛要運動所需要的最小外力。
②靜摩擦力的大小不是一個定值，靜摩擦力隨實際情況而變，大小在零和最大靜摩擦力fm之間。其數(shù)值可由物體的運動狀態(tài)確定。
靜摩擦力是很常見的。例如，拿在手中的瓶子、毛筆不會滑落，就是靜摩擦力作用的結(jié)果。能把線織成布，把布縫制成衣服，也是靠紗線之間的靜摩擦力的作用。靜摩擦力在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用也很多。例如，皮帶運輸機是靠貨物和傳送皮帶之間的靜摩擦力把貨物送往別處。
【滾動摩擦】
一物體在另一物體表面作無滑動的滾動或有滾動的趨勢時，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對滾動的阻礙作用，叫“滾動摩擦”。
【摩擦力的計算】
計算摩擦力可用公式f=μn計算，式中的μ是摩擦系數(shù)，n是對表面的壓力
【摩擦力的大小】
決定摩擦力的大小有兩個因素：
(1)接觸面的粗糙程度.
(2)表面受到的壓力大小
【關(guān)于摩擦的本質(zhì)】
(1)凹凸嚙合說.是從15世紀至18世紀，科學(xué)家們提出的一種關(guān)于摩擦本質(zhì)的理論，嚙合說認為摩擦是由于互相接觸的物體表面粗糙不平產(chǎn)生的.兩個物體接觸擠壓時，接觸面上很多凹凸部分就相互嚙合.如果一個物體沿接觸面滑動，兩個接觸面的凸起部分相碰撞，產(chǎn)生斷裂、摩損，就形成了對運動的阻礙.
�。�2)粘附說.這是繼凹凸嚙合說之后的一種關(guān)于摩擦本質(zhì)的理論.最早由英國學(xué)者德薩左利厄斯于1734年提出，他認為兩個表面拋得很光的金屬，摩擦?xí)龃�，可以用兩個物體的表面充分接觸時它們的分子引力將增大來解釋.
上世紀以來，隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，對摩擦理論的研究進一步深入，到上世紀中期，誕生了新的摩擦粘附論.
新的摩擦粘附論認為，兩個互相接觸的表面，無論做得多么光滑，從原子尺度看還是粗糙的，有許多微小的凸起，把這樣的兩個表面放在一起，微凸起的頂部發(fā)生接觸，微凸起之外的部分接觸面間有10-8m或更大的間隙.這樣，接觸的微凸起的頂部承受了接觸面上的法向壓力.如果這個壓力很小，微凸起的頂部發(fā)生彈性形變；如果法向壓力較大，超過某一數(shù)值（每個凸起上約千分之幾牛頓），超過材料的彈性限度，微凸起的頂部便發(fā)生塑性形變，被壓成平頂，這時互相接觸的兩個物體之間距離變小到分子（原子）引力發(fā)生作用的范圍，于是，兩個緊壓著的接觸面上產(chǎn)生了原子性粘合.這時要使兩個彼比接觸的表面發(fā)生相對滑動，必須對其中的一個表面施加一個切向力，來克服分子（原子）間的引力，剪斷實際接觸區(qū)生成的接點，這就產(chǎn)生了摩擦.
人們通過不斷實驗和分析計算，發(fā)現(xiàn)上述兩種理論提出的機理都能產(chǎn)生摩擦，其中粘附理論提出的機理比嚙合理論更普遍.但在不同的材料上，兩種機理的表現(xiàn)有所偏向：對金屬材料，產(chǎn)生的摩擦以粘附作用為主，而對木材，產(chǎn)生的摩擦以嚙合作用為主.實際上，關(guān)于摩擦力的本質(zhì)，目前尚未有定論，仍在深入探討之中.
【結(jié)論】
摩擦力有三種，滑動摩擦力；靜摩擦力；滾動摩擦力。計算公式f=μn，μ=摩擦系數(shù)，n=對表面的壓力。摩擦力的大小(1)接觸面的粗糙程度（2)表面受到的壓力大小。還有摩擦力的本質(zhì)。
【致謝】
筆者的爸爸和媽媽。
【參考文獻】
淄博市張店七中初一：柏皓