◇ 內(nèi)蒙古 武修東

(作者單位：內(nèi)蒙古包頭市一機(jī)一中)

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簡(jiǎn)述摩擦力發(fā)生突變的瞬間

◇ 內(nèi)蒙古 武修東

摩擦力在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn),與我們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)．我們走路需要摩擦力,車子開(kāi)動(dòng)需要摩擦力,筷子夾菜需要摩擦力．也正是因?yàn)槟Σ亮εc我們的生活有著密切的關(guān)系,摩擦力產(chǎn)生突變的時(shí)候,往往會(huì)給我們的生產(chǎn)生活造成很大影響．因此,我們要揭開(kāi)摩擦力的神秘面紗,去了解它、掌握它,讓它更好地為我們的生產(chǎn)生活服務(wù)．

1 摩擦力概述

摩擦力是物理學(xué)中最常見(jiàn)的力之一．從物理學(xué)的角度來(lái)說(shuō),摩擦力是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力．從字面上看,摩擦力是阻力,但是在日常生活當(dāng)中,摩擦力可以是我們需要的動(dòng)力,例如在騎自行車的時(shí)候,自行車之所以能夠前行,就是靠摩擦力,這時(shí)候摩擦力就是動(dòng)力．同樣,我們能夠在地面走路,也是因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖冢虼?善用摩擦力是關(guān)鍵．

摩擦力可以分為靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力和滾動(dòng)摩擦力．這三者之間的區(qū)別主要是根據(jù)接觸面之間的表現(xiàn)形式判斷的．靜摩擦力就是指相對(duì)靜止的2個(gè)接觸物體之間的摩擦力．當(dāng)2個(gè)物體由于外力作用從相對(duì)靜止變?yōu)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng),就從靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力或者滾動(dòng)摩擦力．而滑動(dòng)摩擦力與滾動(dòng)摩擦力的區(qū)別就是前者是滑動(dòng)而后者是滾動(dòng)．

2 摩擦力發(fā)生突變的瞬間

2.1 靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)或者滾動(dòng)摩擦力

靜摩擦力存在于相對(duì)靜止的2個(gè)相互接觸的物體之間,它的大小由外力決定．外力越大,靜摩擦力就會(huì)越大,但是靜摩擦力存在極限,也就是最大靜摩擦力．當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),如果繼續(xù)增加外力,此時(shí)靜摩擦力就會(huì)突變成滑動(dòng)或者滾動(dòng)摩擦力．在突變的瞬間,摩擦力的大小會(huì)有一個(gè)突變的過(guò)程,也就是說(shuō)當(dāng)摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力或者滾動(dòng)摩擦力的時(shí)候,此時(shí)摩擦力會(huì)比最大靜摩擦力小,特別是突變成滾動(dòng)摩擦力的時(shí)候,這種情況更加明顯．在生活中,我們用力推一個(gè)箱子,一開(kāi)始推不動(dòng),我們持續(xù)用力,最后箱子終于滑動(dòng)．在滑動(dòng)的瞬間摩擦力產(chǎn)生了變化．滑動(dòng)瞬間之前,摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,而滑動(dòng)瞬間,摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,會(huì)突然減小,這就是當(dāng)箱子滑動(dòng)后我們會(huì)感覺(jué)推得比較容易的原因．在生活中,我們會(huì)看到很多人推東西的時(shí)候?qū)幵敢恢眲蛩倬徛斑M(jìn)也不愿意走走停停,就是為了避免最大靜摩擦力的產(chǎn)生．

2.2 滑動(dòng)摩擦力的突變

滑動(dòng)摩擦力是日常生活中十分普遍的一種摩擦力形式．從物理學(xué)的角度來(lái)說(shuō),滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力和接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)有直接的關(guān)系．正壓力也就是與接觸面垂直方向的壓力,當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)不變時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比,同樣的,當(dāng)正壓力不變,滑動(dòng)摩擦力的大小與動(dòng)摩擦因數(shù)成正比．也就是說(shuō),正壓力或者動(dòng)摩擦因數(shù)的突變,都會(huì)引起滑動(dòng)摩擦力的突變．例如在生活中,我們明明用同樣的力氣推一個(gè)箱子,當(dāng)我們?cè)谖萃馑嗟孛嫔贤频煤煤玫?而在屋里的瓷磚地面用同樣的力推,箱子會(huì)跑得更快．這是因?yàn)?當(dāng)我們從水泥地面進(jìn)入瓷磚地面的時(shí)候,接觸面動(dòng)摩擦因數(shù)產(chǎn)生了突變,瓷磚地面的動(dòng)摩擦因數(shù)比水泥地面小得多,當(dāng)箱子進(jìn)入瓷磚地面的瞬間摩擦力突然減小,此時(shí)如果再用同樣的力推箱子,由于沒(méi)有足夠的摩擦力去抵消推力,箱子就會(huì)跑得快,人也容易滑倒．滑動(dòng)摩擦力突變的另一種形式就是滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)闈L動(dòng)摩擦力,在有些情況下,滑動(dòng)摩擦力要比滾動(dòng)摩擦力大得多,我們想節(jié)省力氣,有時(shí)候就需要將滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦力．例如我們想要移動(dòng)一個(gè)圓柱形水泥墩,讓它滑動(dòng)不如讓它滾動(dòng),當(dāng)它滾動(dòng)起來(lái)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)十分省力,這是因?yàn)榛瑒?dòng)時(shí),需要克服滑動(dòng)摩擦力,但是滾動(dòng)的時(shí)候,需要克服的就是滾動(dòng)摩擦力．

2.3 滾動(dòng)摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力

有時(shí)候我們需要得到更大的摩擦力,我們往往會(huì)將滾動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)摩擦力．例如在車子緊急制動(dòng)的時(shí)候,車輪會(huì)抱死然后直接在路面上滑動(dòng)．這就是因?yàn)楫?dāng)我們剎車的時(shí)候是想要使車子盡快停下來(lái),也就是說(shuō)我們需要獲得更大的摩擦阻力去阻止車子繼續(xù)前進(jìn)．此時(shí)將車輪抱死,車輪由滾動(dòng)變成滑動(dòng),滾動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為滑動(dòng)摩擦,摩擦力急劇增加,車子就能夠更快停下來(lái)．

當(dāng)物體的受力或運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生變化時(shí),摩擦力常發(fā)生突變．有時(shí)候這些突變是有益的,有時(shí)是有害的．在生活中,我們需要利用有益的突變,消除不利的突變利用好摩擦力的突變?yōu)槲覀兊纳a(chǎn)生活服務(wù)．

(作者單位：內(nèi)蒙古包頭市一機(jī)一中)