生活中摩擦力论文

生活中摩擦力论文

摘要：航天器返回地面时，与空气之间的摩擦会产生极高的温度，因此除了使用耐高温的特种合金制造之外，还要在外面加装了多层耐高温材料。因此，减小这些摩擦所带来的损耗，是我们需要一直研究的问题。

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会再接触面上产生摩擦，而这种摩擦产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，就是摩擦力。摩擦力通常分为静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力，静摩擦力一般发生在两个相对静止且有相对运动趋势的物体接触面上；滑动摩擦力发生在两个有相对滑动的物体接触面；滚动摩擦力是指当一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力，无论是何种摩擦力，其方向都是与相对运动或者相对运动趋势方向相反。在大小的判断上静摩擦力的大小随外力的变化而变化，通常将刚好使物体开始滑动时产生的摩擦力叫最大静摩擦力，其中μ叫做静摩擦系数，是一个没有单位的数值，μ和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关，一般认为最大静摩擦力总是大于或者等于滑动摩擦力[1]。滚动摩擦力在本质上还是一种静摩擦力，因为滚动时轮轴与接触面之间并没有相对滑动，只是因为轴承存在使得移动更加容易，比滑动摩擦力要小很多。

1、生活生产中的摩擦力

我们知道，地球上任何运动的物体在没有外力维持的情况之下都会逐渐停止下来，任何静止的物体如果没有足够的力去推动也不可能

运动，这一切都是源于摩擦力。骑自行车或驾驶其他后驱的机动车使时，后轮与地面之间的静摩擦力使车轮受到前进的动力，而前轮则是被动地滚动受到的摩擦力向后，因此机动车陷入泥泞使我们更主要地是在其后轮增加摩擦；工匠在把木板或其他金属用具的表面打磨光滑的工作中，利用的就是砂纸与表面之间的摩擦力；火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力；发电机靠皮带与轴承之间的摩擦力将动能传给线圈使之转动发电；传送带运送货物的过程中，依靠静摩擦力阻碍货物下滑；洗衣机洗衣时的转动和水的冲刷使水和衣服之间产生摩擦；吃东西时牙齿和食物发生摩擦；用抹布擦桌子、拖把拖地、黑板刷擦黑板都会产生摩擦力。总之，在我们的生活中只要物体相互接触且存在相对运动或有相对运动趋势都会产生摩擦力。

2、自然界的摩擦力

盛行风长期作用于海面所形成的稳定洋流叫风海流。风吹过海面时，风对海面的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力，迫使海水向前移动。表面海水一旦开始流动，地转偏向力和摩擦力马上发生作用，这样表面海水在风力、地转偏向力和下层海水的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力，迫使海水向前移动，便形成风海流[2]。在1.5公里以下的大气层中，地表摩擦力的作用显著增强，因此我们也将之称为摩擦层。在摩擦层里，风走在粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，风速不得不减小下来。由于地表粗糙程度不一，摩擦力的大小不同，风速减小的程度也就不同。一般来说，陆面摩擦力比海面大；而在陆面上的摩擦力，山地又比平原大，森林又比草原大。这种有摩

擦力参与，气压梯度力与地转偏向力、摩擦力保持平衡条件下所产生的风称为摩擦风。

3、摩擦力的利与弊

（1）摩擦力的益处

在我们生活中很多情况下都需要增加摩擦力。比如我们在鞋底和车轮表面做出凹凸不平的花纹，使接触面变得粗糙而增加摩擦力。下雪天或者结冰的路面很滑，摩擦力小，机动车容易打滑而发生交通事故，我们还必须在车轮上绑上铁链以增大摩擦力防止车子打滑[3]。拔河比赛时也需要巧妙地运用摩擦力，通过受力分析可以知道只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力，就不会被拉动。因此很多措施被用来增加摩擦力：（1）穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子以增大摩擦系数；（2）队员的体重越重可以加大对地面的压力，因而摩擦力也会增大；（3）脚使劲蹬地也可以在短时间内对地面产生超过自己体重的压力；（4）人向后仰可以借助对方的拉力来增大对地面的压力。

（2）摩擦力的弊端

由于摩擦力的存在使自然界中大量能量变成内能耗散掉，汽车20%的功率要用来克服摩擦；飞机上的活塞式发动机因摩擦要损耗掉10%的功率，即使是最先进的涡轮喷气发动机也有2%的功率客服摩擦力做功。除了能量损耗之外，更严重地还是造成机器零部件的磨损，因此机械每隔一段时间就要检修，更换掉被磨损的零件。摩擦力产生的巨大内能可以使机器温度升高，在航空航天中尤为明显，飞机着陆时，闸阀和闸轮会摩擦产生的高温可以使制动材料变软、变质，往往

一幅价格昂贵的闸瓦和闸轮只能使用了几次。航天器返回地面时，与空气之间的摩擦会产生极高的温度，因此除了使用耐高温的特种合金制造之外，还要在外面加装了多层耐高温材料。因此，减小这些摩擦所带来的损耗，是我们需要一直研究的问题。

参考文献

[1]温诗铸，黄平.摩擦学原理.北京：清华大学出版社，2002

[2]漆安慎，杜婵英.力学.北京：高等教育出版社，2008

[3]陆国召，摩擦力教学反思[J].中学物理教学参考，2012，5（41）：65-67.