Question

什么是摩擦力的本质

Answer 1

关于摩擦力本质
两个物体接触，接触面越平滑摩擦力越小。在平玻璃上推木块很容易，但推平玻

璃就不容易了。这是说明摩擦力加大了吗？为什么？

“两个物体接触，接触面越平滑摩擦力越小”的观点是否正确呢，首先探究一下摩擦力的本质：

1．凹凸啮合说．是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为

摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的．两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相

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相碰撞，产生断裂、摩损，就形成了对

运动的阻碍．

� 2．粘附说．这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论．最早由英国学者德萨左利厄斯于

1734年提出，他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦会增大，可以用两个物体的表面充分接触时它们

的分子引力将增大来解释．

上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新

的摩擦粘附论．

新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有

许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间

有10-8 m或更大的间隙．这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力．如果这个压力很小

，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），

超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距

离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合．这时

要使两个彼比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，来克服分子（原子

）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦．

在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的

静电作用，也是摩擦力的一个原因。

综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电

磁本性，摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。

上述理论，已经否定了“物体表面越光滑，摩擦力越小”的说法。在非常平滑的物体表面之间

，摩擦力是存在的。老师在教学中经常使用“表面光滑”，其含义是指无摩擦或摩擦因数等于零的表

面，即没有摩擦力。这是教学中的一种约定，而并非真的是说两个表面光滑。在平玻璃板上推木块很

容易，而在平玻璃板上推与木块相同质量的玻璃时就不容易了，这说明摩擦力增大了。

Answer 2

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文艺复兴时期的达·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。

Answer 3

说那么多,其实也很容易理解:

1.刚体微观不平整!!
2.韧性物质的吸附性!(这个严格来说已经不是摩擦力,实际是大气压力,比如吸盘)

Answer 4

物体间存在凸凹，在两物体开始产生相对运动时，必须越过凸凹，这是存在最大静摩擦力的原因。两物体在相对运动时，由于惯性的存在，滑动摩擦力小于最大静摩擦力。当两物体相对运动产生的冲击超过凸凹部分所能承受的力时，凸凹部被破坏，外力对物体做功，摩擦生热。凸凹是产生摩擦力的根本原因， 静摩擦力的本质是弹力。分子之间的引力在摩擦力中可忽略，原因是在摩擦过程中，前后分子的引力和斥力是相同的。
在接触面极平滑时，分子间力占优势,但将物体分开也须用力,此时已不再遵守摩擦力公式。象相对论中接近光速时质量变大一样。

Answer 5

尚未定论