生活中的摩擦力5.5

•摩擦三兄弟就是指静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦，它们都是摩擦家族的成员。•说起摩擦，大家一定不陌生，因为摩擦是我们生活中司空见惯的现象，我们每时每刻都在和摩擦打交道.我们走路、吃饭、洗衣服依靠摩擦；各种车辆的行使依靠摩擦，机器运转离不开摩擦；就是建造房子也离不开摩擦。•假如没有了摩擦，世界将会变成什么样？真是不可想象。可以说，摩擦是我们人类离不开的好朋友。但是在很多场合，摩擦三兄弟扮演着“不受欢迎”的角色。•在现代汽车中，20％的功率要用来克服摩擦；飞机上的活塞式发动机因摩擦损耗的功率要占10％，就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服摩擦损耗2％的功率。世界上有数以万计的汽车、数以万架的飞机，这样每年要有多少燃料被白白浪费掉，真是可惜。•但更为严重的是，摩擦还会造成机器零部件的磨损。据报道，英国在这方面损失每年要超过20亿美元。摩擦除了导致磨损之外，还会使航空和航天器过度发热，这更是现代科技遇到的又一难题。•当飞机着陆的时候，闸阀和闸轮会摩擦产生红热现象，这样的高温使机闸材料变软、变质，一幅价格昂贵的闸瓦和闸轮，往往只使用了几次就报废了。•当宇宙飞船返回地面的时候，由于高速船体与空气之间的摩擦，会使整个船体成为一个通红的火球，为了保护飞船里的宇航员和各种仪器设备，人们不得不付出昂贵的代价，用耐高温的特种合金制造船体，并且还在外面加装了耐高温材料。•为了能驾驭摩擦，让摩擦三兄弟为人类更好地服务，人们一直进行着艰苦的研究和探索。早在15世纪，达·芬奇就开始了对摩擦的研究。到17、18世纪，法国形成了一股摩擦研究热，库仑根据达·芬奇的想法完成了摩擦起因的凹凸说。到了18世纪上半叶，有人又创立了分子说。进入20世纪后又出现了粘合说。•可以说有关摩擦起因的争论还在进行着，凹凸说、分子说和粘合说都持之有理，言之有据，究竟怎样圆满地解释摩擦的起因，还一直是一个很活跃的研究课题。两个物体接触，接触面越平滑摩擦力越小。在平玻璃上推木块很容易，但推平玻璃就不容易了。这是说明摩擦力加大了吗？为什么？•“两个物体接触，接触面越平滑摩擦力越小”的观点是否正确呢，首先探究一下摩擦力的本质：•1．凹凸啮合说．是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的．两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合．如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂、摩损，就形成了对运动的阻碍．•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．两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合．这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦．•在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。上述理论，已经否定了“物体表面越光滑，摩擦力越小”的说法。在非常平滑的物体表面之间，摩擦力是存在的。老师在教学中经常使用“表面光滑”，其含义是指无摩擦或摩擦因数等于零的表面，即没有摩擦力。这是教学中的一种约定，而并非真的是说两个表面光滑。在平玻璃板上推木块很容易，而在平玻璃板上推与木块相同质量的玻璃时就不容易了，这说明摩擦力增大了。Magicaleffectoffrictionalforce在生活中，生产中，工作中……都少不了摩擦力的帮助。而且，摩擦力还会给我们带来许多有趣的，耐人寻味的事儿。拿一支在自己的头发上蹭一蹭，再向碎纸片堆里伸过去碎纸片便被吸了起来。原因：笔与头发摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。Rubandelectrify用丝绸与玻璃棒摩擦后，将玻璃棒置于碎纸屑附近，观察到玻璃棒将碎纸屑吸起来的现象。玻璃棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。丝绸带了电，也会吸引轻小物体。Otherexamples①不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子，使跟它相摩擦的物体得到电子。②物体失去电子带正电，得到电子带负电。Positiveelectricityandnegativeelectricity两个物体相互摩擦时，原子核对核外电子束缚本领弱的物体的一部分电子转移到与它相摩擦的另一物体上，这个物体失去多少电子，那个物体就得到多少电子，而电荷的总量并没有改变。因此，摩擦起电并不是创造了电，它的实质是电子发生了转移。Themicrocosmicanalyzing