小摩擦,大作用

2023-12-06 03:59贵阳市第十八中学费晓丹
大众科学 2023年6期
关键词:参照物斜面摩擦力

文| 贵阳市第十八中学 费晓丹

穿衣、行走、提笔写字、使用筷子、清洗衣物……生活中点滴小事都有摩擦力的参与,摩擦力无处不在。

一、摩擦力“三兄弟”

滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力是摩擦力的三种类型,如何简单区分这些不同类型的摩擦力呢?溜冰时,如果不再向后蹬地,最终会慢慢停下,这是因为地面施加了一个阻碍我们向前运动的力,即滑动摩擦力;用筷子夹起食物,由于受重力作用食物有一种向下运动的“愿望”(有向下运动的趋势),筷子此时会对食物施加一个向上的摩擦力阻碍食物下滑,这就是静摩擦力;在地上滚动的弹珠最终也会停下,那是因为弹珠受到了滚动摩擦力的作用。

二、找准参照物,理解摩擦力

当我们坐在匀速行驶的汽车上时,人与车相对于地面都是运动的,此时车与地面之间有摩擦力,但是人与座位之间又没有摩擦力。看来,不是物体运动就能产生摩擦力,那么产生摩擦力需要满足什么条件呢?

物理学中将摩擦力定义为:两个接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这个力就叫做摩擦力。结合相关知识,我们可以得到产生摩擦力的条件是:一、两物体间接触并挤压;二、两物体间接触面粗糙;三、两物体间有相对运动或相对运动的趋势。

而理解摩擦力的关键就在“相对”二字上。研究摩擦力的问题时,我们不能随意选择参照物,只能选择与其接触的另一物体作为参照物来判断是否有相对运动或相对运动的趋势。在刚才的例子中,研究人是否受到摩擦力,我们只能选择座位当参照物,发现人与座位是相对静止的,因此不受摩擦力。

由概念中还可以知道摩擦力的方向是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反的。当同学们能够正确选择参照物后,判断摩擦力的方向也不会再困扰你啦。所以大家在判断摩擦力时要先找准参照物,然后分析以它为参照物时,物体的运动或运动趋势的方向,摩擦力的方向与它相反即可。

例如,小车从斜面上下滑时,以斜面为参照物,小车向下运动,所以摩擦力的方向是沿斜面向上的。当木块静止在斜面上时,以斜面为参照物,木块有向下滑动的趋势,所以摩擦力的方向是沿斜面向上的。

三、让人又“爱”又“恨”的摩擦力

摩擦力广泛存在于我们的生活中,有时候是我们的小帮手,但有时候却给我们增添了烦恼。

在摩擦力的帮助下,我们能够自如的行走、奔跑,车能够借助摩擦停止运动,衣服上的污渍能被搓洗干净……这种“有益”的摩擦需要增大。鞋底和轮胎都刻有凹凸不平的花纹,不是为了美观,而是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力;搓洗衣物时,越用力,污渍清洗得越干净,这是通过增大压力的方法增大了摩擦力。

然而,摩擦力不总是这么友好。大件家具难以推动、机械之间的摩擦导致零件磨损。针对以上这些“不友好”的摩擦,我们如何减小它呢?可以在零件之间涂抹润滑油,让接触面之间彼此分离;移动大型物品时,在物品底部铺设圆木,将滑动摩擦变为滚动摩擦,这些都可以达到减小摩擦的目的。

四、没有摩擦力的世界

摩擦力有利有弊,可是没有摩擦力,我们的世界会变成什么样呢?设想一下,没有摩擦力后,人们的“衣食住行”会有怎样的变化:

“衣”:没有摩擦力,穿衣服会成为非常困难的事,把衣服拿起来是第一道难关,衣服会因为没有摩擦力而从指缝中溜走,就算穿上了衣服也容易因为没有摩擦力而滑落。

“食”:在没有摩擦力的世界里,筷子、锅铲等炊具将派不上用场了,我们无法将食物拿起送入口中,好不容易吃进嘴里的食物也会因为身体内部没有了摩擦,食物无法在肠道中停留吸收营养,直接由肠道排出体外。

“住”:离了摩擦力,我们无法将被子盖在身体上,没有办法睡在枕头上,甚至连坐在椅子上都办不到了。

“行”:没有摩擦力对出行的影响会更加可怕,人们无法走路,开车也会变成“天方夜谭”,刹车失灵,油门失灵,整个世界会变得“一团糟”。

幸好,以上设想不会成真,我们生活在充满了摩擦力的世界中,我们不曾留意的“摩擦力”在生活中起着不可估量的作用。

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