巧用摩擦自锁提起空瓶

两个相互接触并挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫作摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。日常生活中最常见的摩擦有静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种。

一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压得越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁现象。

物体运动所需的条件是在其运动方向上的动力大于阻力，以在水平地面推动箱子为例，推力在产生水平方向动力的同时，也产生向下分力，导致箱子对地面的压力增加，进而增大地面与箱子之间的摩擦力。如果推力与水平方向的角度过大，则无论用多大的力推箱子，箱子与地面之间的静摩擦力都会阻止箱子运动，这就是摩擦自锁。推力在接触面向（下图中为竖直方向）上的夹角小于某临界一角度时，就会发生摩擦自锁，此时推力越大，静摩擦力越大，自锁越牢固。与此类似还有斜面自锁。

其实摩擦自锁的现象在我们生活中非常常见，当我们用梯子爬墙的时候，梯子的一端在地面，而另外一端在墙面。如果没有摩擦力，梯子就会滑落下来。正是因为有了摩擦力，梯子、地面和墙面形成了摩擦自锁，所以我们才能顺着梯子往上爬。木螺钉、自锁螺丝、螺旋千斤顶等都是使用斜面自锁原理的例子。另外，沙丘的形状就与摩擦自锁有关，机械加工时用于固定工件的夹具利用的也是摩擦自锁原理。利用摩擦自锁我们还可以做很多有趣的实验，本期科学课堂为大家带来绳子提空瓶的有趣实验。

科学原理：

倒置玻璃瓶时，泡沫球挤压绳子，绳子挤压玻璃瓶，产生了很大的摩擦力，泡沫小球、绳子和瓶子形成了摩擦自锁，在重力和拉力的作用下，处于摩擦自锁的物体由于摩擦力的存在会始终保持静止，所以绳子就提起了玻璃瓶。

材料准备：绳子、空玻璃瓶（塑料瓶）、泡沫小球（或纸团）

实验操作：

1．将略小于玻璃瓶口的泡沫小球塞入玻璃瓶内。

2．将绳子伸入瓶内，向上提起绳子，发现此时不能提起玻璃瓶。

3．把绳子放入瓶中，倒置瓶子，拉动绳子，让泡沫小球卡到瓶口。

4．此时再提起绳子，发现玻璃瓶被提起来了，为了增加趣味性，还可以在瓶身上贴贴纸，不让人看到瓶内的泡沫小球。