浅谈摩擦力在实际生活中的应用

孙乐冉

摘 要：物理是一门实用学科，在生活中处处有所体现。但是在高中学习过程中，我们往往只注重课本知识，而轻视了生活中的物理知识。将课堂知识与生活常识相结合，对于培养我们的物理思维、巩固相关物理知识有着很大的益处。本文即以高中物理课本中最基础的摩擦力为出发点，对生活中的摩擦力进行了分析，期望能够有助于同学们对高中物理知识的理解和学习。

关键词：摩擦力；实际生活；应用

中图分类号：O313.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0254-01

力学是高中阶段物理教学中的重点知识，在高考中占有很大的比重，也是进一步学习大学物理、探索物理奥妙的基础。课本中，物体受力可以根据性质划分为重力、弹力、摩擦力。作为三大性质力中的一个分类，摩擦力的重要性不言而喻[1]。并且，摩擦力是一种非常普遍的力学现象，在我们工作、学习、生活中随处可见。

1 课本中的摩擦力知识

根据课本知识，摩擦力是指当一个物体在另外一个物体表面发生相对运动或有相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力[2]。摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。

经过总结，摩擦力的产生需要同时具备四个条件。首先，摩擦力的根本性质是接触表面的弹性力，因此其产生需要两个物体相互接触；其次，互相接触的表面必须具有一定的摩擦系数μ，不能绝对光滑；第三，互相接触的表面之间必须具有一定的压力；第四，互相接触的表面之间必须具有相对运动或者相对运动的趋势。根据表面间的运动（包括运动趋势）性质，摩擦力又可以分为静摩擦力、滑动摩擦力以及滚动摩擦力。高中物理主要研究前两者：静摩擦力是指两个物体间仅有相对运动趋势时产生的阻碍物体相对运动趋势的力；滑动摩擦力是指两个物体间有相对运动时产生的阻礙物体相对运动的力。

滑动摩擦力的计算较为简单，公式为f=μFN，其中FN是两个物体表面间的相互压力，μ为两个物体表面间的摩擦系数。静摩擦力的计算较滑动摩擦力复杂，大小由物体的受力和运动状态决定：静摩擦力的大小随外力的增大而增大，随外力的减小而减小，一直增大到刚刚使物体开始滑动时产生的摩擦力叫最大静摩擦力，一般大于滑动摩擦力。

2 实际生活中的摩擦力

在我们的世界中，处处都有摩擦力的存在，衣、食、住、行等各方面均离不开摩擦力。很难想象假如地球上没有摩擦力，世界将会变成什么样子。

首先，我们走路或骑车等行为均是摩擦力的体现。人在行走的过程中，双脚不能同时离地，往往是一个脚在前，另一个脚在后。迈右脚时重心前移，左脚使劲向后蹬地，根据牛顿力学第三定律，此时的左脚受到地面对人向前的静摩擦力。正是这个向前的静摩擦力，使得我们的重心顺利前移。迈左脚时同理，此时右脚受到向前的静摩擦力。两只脚交替蹬地从而获得持续的动力。可以说，人的行走就是靠鞋底与地面之间的静摩擦力来实现的。鉴于摩擦力在人行走过程中的重要作用，因此鞋底在设计时会根据需要增大或减小摩擦力。人在骑车过程中，摩擦力也起到了重要的作用，由于自行车后轮是主动轮，所以蹬自行车实际上是后轮在转动，受到地面摩擦力向前，前轮是从动轮，仅由摩擦力作用而转动，所以自行车便向前运动了。

其次，人类的饮食方面同样处处体现摩擦力。比如因为摩擦力，我们才能拿住碗筷，将食物送入嘴中；当食物进入口腔后，通过牙齿与食物之间的相互摩擦磨碎食物；当食物进入肠胃后，肠胃和食物之间同样是通过蠕动和相互摩擦来对食物进行消化和吸收[3]。人类的居住方面也存在摩擦力。比如我们居住的房子，都是由一块块砖瓦在水泥的作用下堆砌而成，摩擦力的存在阻止了它们坍塌，为我们提供遮风避雨的环境；再比如建筑物与地面之间也存在很大的摩擦力，地球在自转过程中，如果没有摩擦力，建筑物将无法牢固树立于地球表面[3]。

然后，工业生产中也处处存在摩擦力，其中最典型的应用就是各式各样的货物传送带。货物传送带能够代替工人搬运作业，对于提高现代物流速度有着非常重要的作用。使用传动带实现对物品的传输就是基于摩擦力知识的应用。物品与传送带之间的摩擦力使得物品在传输过程中与传送带保持相对静止的状态，从而将物品成功运输到传送带的另一端。在整个传输过程中，物品受到了传送带对其向前的静摩擦力。

此外，还有很多我们习以为常的事情，因为摩擦力的存在才得以发生。比如，俗语说“火车跑得快，全凭车头带”，火车头对整列车厢的拉力便来源于铁轨对火车车轮的摩擦力；人在洗手时通常会双手摩擦，以除去手上的灰尘和油污；洗衣机工作时，涡轮带动水的转动，水与衣服间的摩擦带走了衣服上的污渍；风吹过海面时，风对海面的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力，迫使海水向前移动，形成了风海流[4]。

可以说，在我们的世界里，只要物体之间发生了相互接触以及相对运动或运动趋势，都会产生摩擦力。

3 摩擦力的负面影响

摩擦力处处可见，对于我们能够正常生活必不可少。但在某些情况下，摩擦力的存在对我们的工作、生活产生了负面影响。从简单来说，在小孩子们滑滑梯时，如果穿着短裤滑塑料滑梯，由于腿和塑料滑梯之间产生摩擦力，便很难顺利滑下。再比如，在汽车行驶过程中，大约有20%的功率要用来克服各零部件的摩擦；飞机上活塞式发动机构造精密，因摩擦损耗的功率也要占到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[4]。此外，摩擦还会造成机器零部件的磨损，增加工业生产中的维修成本。据报道，英国在这方面损失每年要超过20亿美元。

4 结语

摩擦力是我们生活中非常常见的物理元素，虽微不足道，但至关重要。本文简述了高中物理课本中的摩擦力知识、列举了摩擦力在实际生活中的应用体现，并简析了摩擦力对工业生产的负面影响。我们应当深入对摩擦力的理解和认识，合理利用摩擦力，使其在我们的工作生活中发挥更大的作用。此外，通过对摩擦力在生活中实际应用的分析，期望能够启发同学们将物理知识与生活实践相结合的兴趣，实现生活与物理的相互融入。

参考文献

[1]林杨.摩擦力与交通[J].中华少年，2017，（04）：163-164.

[2]苏昭阳.摩擦力及其实际应用分析[J].科学大众（科学教育），2016，（01）：12+66.

[3]杨东晓.生活中的摩擦力[J].中国高新区，2017，（16）：103-103.

[4]史文珍.浅谈摩擦力在日常生活中的作用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，（07）：294-295.