摩擦力产生的微观解释.docVIP

摩擦力产生的微观解释 两个互相作用的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，沿接触面切线方向有阻碍相对滑动的作用，这种现象称为摩擦；这种阻碍相对运动的作用力称为摩擦力。 摩擦力是电磁力的一种表现形式。 产生机理： 1。相互作用产生形变； 2。物体微观凸凹表面产生相互机械啮合； 3。产生分子粘结现象。 抵抗啮合部分的相互犁削及粘结结点的剪切作用即称作摩擦力，它是电磁力作用。 静摩擦力------在外力作用下如只具有相对滑动趋势，而又未发生相对滑动时，则这种阻碍作用叫静摩擦，这种阻碍作用力叫做“静摩擦力”。静摩擦力不是一个定值，它随外力而变，使物体由静止变为运动的临界值称为最大静摩擦力。静摩擦力可以是零和最大静摩擦力之间的任一数值，即0F≤F(max)。 滑动摩擦力------当一个物体跟另一个物体发生相对滑动时,在它们的接触面上产生的摩擦力叫做滑动摩擦力。?而这两种说法各有道理！? ?? ?凹凸啮合说认为：摩擦是由于相互接触的物体表面粗糙不平造成的，两个物体接触相压时，接触面上有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就相碰撞，产生断裂，磨损，就形成了对运动的阻碍，显然这对于木材等的摩擦的解释很适用。? ?? ?而黏附说认为：两个相互接触的表面，无论做的多么光滑，从原子尺度上看都是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个平面放在一起，微凸的顶部发生接触，微凸之外的部分接触间有10-8m或更大的间隙，这样接触的微凸起的顶部就承受了接触面上的法向压力，如果这个压力比较小，微凸起部分发生弹性形变，如果法向压力较大，即超过材料的弹性限度，微凸起的顶部就发生塑性形变，被压成平顶。这是互相接触的两物体间距离变小，小到分子（原子）发生引力作用的范围，接触面上产生了原子性黏合，这时要使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，来克服原子（分子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。同样地，用它来解释金属材料等的摩擦更让人信服。? ?? ?但在我看来，这两种说法都是成立的，故我认为摩擦是二者共同作用产生，即啮合黏附共存说。摩擦是由这两种机理共同作用产生的，只是在特定的接触面上，两者产生的摩擦力的相对大小不同而已！? ???我们不妨分析这几种情况：? ? 1。相接触的两物体都很粗糙，如两个木板。两物体之间的凹凸是相当明显的，当相对滑动时，啮合作用产生的摩擦力相对较大，而接触面上原子之间的距离过大，很难产生分子间作用力，这时黏附作用产生的摩擦作用是很微弱的，甚至无法产生摩擦作用。因此，在这种情况下，摩擦主要是啮合作用产生的。? ?? ?2。相接触的两物体，一个较为粗糙，一个较为光滑，如一个木块跟一块金属。当这样的物体相接触并产生相对滑动时，二者之间的啮合度相对于1中的明显减弱，由啮合作用产生的摩擦力就减小，而此时黏附作用产生的摩擦依旧极其微弱，故而此时的阻碍作用相对于1中明显减弱。? ???3。相接触的两物体都很光滑，如两块金属。就如黏附说，当两者劫持面上的微凸部分发生弹性形变时，两物体相对滑动的过程中，会产生两个阶段：一是微凸部分与微凹部分啮合这时啮合作用还能产生较为明显的摩擦作用，而黏附作用产生的摩擦作用相对于1，2情况也是明显增大，此时两种作用产生的 摩擦均较为明显；二是微凸部分与微凸部分相接触，这一短暂过程由啮合作用产生的摩擦很弱，因为此时两接触面的啮合程度较低，而此时微凸部分的接触面发生弹性形变，分子间距离减小，产生了分子间作用力，黏附作用产生的摩擦较为明显，故此时以黏附作用产生的摩擦为主，当法向压力过大时，接触面发生塑性形变，微凸部分被压平，就更减小了两接触面的啮合度，由啮合作用产生的摩擦就很微弱，所以以黏附作用为主。? ?? ?总结以上情况，如果用函数图象来表示的话，以接触面的啮合度为横轴，以啮合作用产生的摩擦力与黏附作用产生的摩擦力相对大小为纵轴，二者是呈正相关的关系。? ?? ?基于以上分析，关于摩擦的本质，我认为用啮合黏附共存说来解释较为妥帖。滚动时的摩擦作用 力偶（力矩）和力都能使物体滚动,但它们对瞬心有平动作用。滚动时的摩擦作用就是这种平动作用引起的反作用. 它和具有滑动趋势时的磨擦作用是一样的,也是静摩擦力。这个静摩擦力（F）的大小对物体的滚动有很大影响。以往的讨论都是假定F大于动力（P或Pm）的条件下进行的，当F小于P（或Pm）时，物体将产生滑动或转动，这类事实在我们日常生活中是常见的。例如，若脚下很滑（即摩擦作用小），人行走就会很吃力；汽车若在带冰的路上行驶会出现‘打滑’。它们都说明摩擦对滚动运动有很大影响。也就是说，对滚动来讲, 摩擦作用是稳定瞬心,使之不产生位移的必要条件。摩擦作用越大，瞬心稳定性越强；没有摩