高一物理学习方法：摩擦力作用机制揭秘

在日常生活中，人们对摩擦这种现象并不陌生。比如，在冬季结冰的路面上，行人很容易滑倒，但是撒上一层煤渣后，就很安全了;又如人们为了减少机器内部零件的摩擦，便不时地添加润滑油等。这些现象都与摩擦有关。
　　
　　那么，什么是摩擦呢?摩擦是指互相接触的物体要发生或已经发生相对运动时，在物体的接触面上所发生的阻碍物体相对运动的作用。这种阻碍相对运动的力，叫做摩擦力。由于摩擦力与人的生活息息相关，所以有关摩擦力的研究和探索也一直在进行着。但是，至到今天，人们对于摩擦力的本质，却还认识得不是十分清楚。
　　
　　最早对摩擦进行实验研究的代表性人物是代艺复兴时期的达•芬奇。他对表面光滑程度不同的物质的摩擦作了比较，提出物体间的摩擦程度取决于物体表面粗糙程度的大小，表面愈粗糙，摩擦力愈大，即固体表面的凹凸程度是产生摩擦的根本原因。这一想法后来逐步被发展为一种学说——凹凸说。该学说认为：物体表面无论经过何种加工，都必然留下或大或小的凹凸，这种表面凹凸不平的物体相互接触，就必然产生摩擦。有人对此做过这样一个比喻：固体表面的接触，犹如把一列山脉翻过来盖在另一列山脉上一样。由于它们的相互咬合，所以只有把凸部破坏掉，才能使之滑动，这便是产生阻碍相对运动的摩擦力的基本原理。这种学说在很长一段时间里，受到许多人的支持。
　　
　　对于摩擦力本质的另外一种看法是分子说。这是由英国的物理学家德萨古利埃提出的。他认为，摩擦力产生的原因是摩擦面上的分子力相互交错所致。该学说指出，物体表面愈是光滑，摩擦面愈是相互接近，表面分子力就愈大，这样摩擦力也就愈大。但是这种学说由于加工技术上的原因，一直没有得到实验的证实，因而入们对此很难接受。
　　
　　进入20世纪以后，分子说逐渐得到很多人的支持。一个叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能量损失，是因固体表面分子引力场的相互干涉所致，与凹凸程度无关。而另一名著名的学者哈迪，他进行了大量的实验，从而证明了分子说的正确性。他首先把两个物体表面研磨得极光滑，然后来做摩擦实验，结果发现，两物体磨得越光滑，它们之间的摩擦力就越少，但是这种光滑水平达到一定程度时，摩擦力反而有所增加，甚至两个光滑的金属面能“粘”在一起。而这正好证实了分子说的观点：当两个表面的分子互相进入彼此的分子间的引力圈时，两者间就能产生强烈的粘合作用，并以摩擦力的形式显示出来。哈迪的实验为分子说提供了有力的证据，分子说因而获得了广泛的承认，并被进一步发展为“粘合说”。
　　
　　但是，凹凸说并没有因分子说和粘合说的进展而被完全废弃，它与对立的分子说和粘合说都持之有据，言之有理。有人在这两者的基础上提出了包含凹凸说内容的综合性的现代粘合论。看来，有关摩擦力本质的争论还将继续下去，究竟孰是孰非，人们将拭目以待。同学们如有兴趣，将来可从事一些有关摩擦学的研究。
　　