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滑動(dòng)摩擦（物理學(xué)概念）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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滑動(dòng)摩擦

物理學(xué)概念

當(dāng)一物體在另一物體表面上滑動(dòng)時(shí)，在兩物體接觸面上產(chǎn)生的阻礙它們之間相對滑動(dòng)的現(xiàn)象，謂之“滑動(dòng)摩擦”。當(dāng)物體間有相對滑動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦稱動(dòng)摩擦。當(dāng)物體間有滑動(dòng)趨勢而尚未滑動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦稱為靜摩擦。注意，滑動(dòng)摩擦不是動(dòng)摩擦！

基本信息

中文名	滑動(dòng)摩擦
外文名	sliding friction
性質(zhì)	不是動(dòng)摩擦
運(yùn)用領(lǐng)域	物理學(xué)

概念

滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，目前還沒有定論。近代摩擦理論認(rèn)為，產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦的主要原因有二，一是關(guān)于摩擦的凹凸嚙合說，認(rèn)為摩擦的產(chǎn)生是由于物體表面粗糙不平。當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)，在接觸面上的凹凸不平部分就互相嚙合，而使物體運(yùn)動(dòng)受到阻礙而引起摩擦；二是分子粘合說，認(rèn)為當(dāng)相接觸兩物體的分子間距離小到分子引力的作用范圍內(nèi)時(shí)，在兩個(gè)物體緊壓著的接觸面上的分子引力便引起吸附作用。關(guān)于摩擦的本質(zhì)，還待進(jìn)一步研究。

研究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)系的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)為什么要用彈簧秤拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)?這是因?yàn)閺椈沙訙y出的是拉力大小而不是摩擦力大小。當(dāng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊水平方向受到的拉力和木板對木塊的摩擦力就是一對平衡力。根據(jù)兩力平衡的條件，拉力大小應(yīng)和摩擦力大小相等。所以測出了拉力大小也就是測出了摩擦力大小。大量實(shí)驗(yàn)表明，滑動(dòng)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(dòng)摩擦力越大；接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

相對運(yùn)動(dòng)

滑動(dòng)摩擦力是阻礙相互接觸物體間相對運(yùn)動(dòng)的力，不一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。即摩擦力不一定是阻力，它也可能是使物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，要清楚阻礙“相對運(yùn)動(dòng)”是以相互接觸的物體作為參照物的。“物體運(yùn)動(dòng)”可能是以其它物體作參照物的。如：實(shí)驗(yàn)中在木塊上放一個(gè)砝碼，用彈簧秤拉木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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\(yùn)動(dòng)的。具體情況是：當(dāng)木塊受到拉力由靜止向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，砝碼相對于木塊要向后滑動(dòng)，木塊就給砝碼一個(gè)阻礙它向后滑動(dòng)的摩擦力，這個(gè)摩擦力的方向是向前的。所以砝碼相對于木塊沒有滑動(dòng)，這時(shí)的摩擦力就是靜摩擦力。

滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)的快慢無關(guān)，與物體間接觸面積大小無關(guān)。

研究實(shí)際問題時(shí)，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(gè)物體如果發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們之間沒有摩擦。

產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦有3個(gè)條件

1、物體之間相互接觸且有壓力；

2、物體之間必須發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)；

3、接觸面粗糙。絕對光滑的接觸面雖不存在但是在很多的科學(xué)假想、猜測等情況中有可能會(huì)假設(shè)接觸面絕對光滑。

計(jì)算公式

滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成正比，就是跟一個(gè)物體對另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式為

其中F等于滑動(dòng)摩擦力，μ為動(dòng)摩擦系數(shù)，

為壓力。

這里再對公式中的各項(xiàng)說明一下

為彈力的性質(zhì)，并不是總等于物體的重力，需要結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況和平衡條件加以確定。

動(dòng)摩擦系數(shù)μ是比例常數(shù)，它的數(shù)值跟相互接觸的接觸面的材料和接觸面的情況（如粗糙程度、干濕程度、溫度等）有著密切的關(guān)系。動(dòng)摩擦系數(shù)是兩個(gè)力的比值，因此沒有單位。

滑動(dòng)摩擦力的大小與物體相對運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，與接觸面的面積大小無關(guān)。

滑動(dòng)摩擦力的作用總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)，但不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力可能是阻力，當(dāng)然也可能是動(dòng)力。

例題

一、高中部分

1、關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是（）

A、兩物體間接觸面積越大，動(dòng)摩擦因數(shù)也越大。

B、動(dòng)摩擦因數(shù)僅與兩物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)。

C、兩物體間有摩擦力必有彈力。

D、增大正壓力就一定能增大摩擦力。

答案為BC

2、在水平桌面上有一木箱，當(dāng)用F=200N的拉力向右拉木箱時(shí)，木箱向右做勻速運(yùn)動(dòng)，求木箱受的滑動(dòng)摩擦力的大小和方向。

解析：根據(jù)物體受二力平衡的條件可知，物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小為

，方向與F的方向相反（即水平向左）。

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