Question

探究影响滑动摩擦力大小因素的原理

Answer 1

论摩擦力的产生及速度对动摩擦因数变化的影响
一般情况下，两个物体的表面越光滑，它们之间的动摩擦因数μ越小，而光滑程度再提高，μ值又会增大，这是为什么呢？
我认为，当两种材料接触并有相对运动时，产生的阻力，即摩擦力是由两种力构成的：一种是宏观的弹力;一种是微观的分子间作用力。摩擦力只是二者共同作用的表象。当两个物体趋于光滑（注1）弹力会减小，但分子力会增大。但一般情况下，分子间作用力由于距离的关系可忽略不计。而当光滑程度达到一个极限后两物体间组成粒子的作用力遍布可以忽略。但是分子间的作用力也视不同粒子而大小不同。这就是为什么光滑程度相同时，材料的选择同样影响摩擦力的大小。而静止时，分子间作用力会大一些，所以要使物体运动所施的力要稍大于最大静摩擦力。
二：
让我们建立这样一个模型：在忽略分子间作用力的情况下，当某个物体以速度v向右运动。那么，我们可以直观的表示为此物体跨越一个又一个斜劈，其竖直方向也会有一定的起落。当物体处于两个斜劈中间时可以假定他们是脱离的，当然，通常情况下接触面大量无规则的“斜劈”以及微小形变的影响使得这一假定不会成立。但是如果我们把速度的因素加进去呢？比如一个物体以光速运动呢？那么这个脱离的动作即可视为同时发生，则其运动方向的垂直方向的μ值可视为0。
基于以上模型，在考虑到角度因素，我猜想得出：实际中每个运动的物体，在它运动的每一时刻，与接触面平行的各个方向，动摩擦因数皆各不相同。只有与其速度方向相同或相反的方向上其μ值与标准值相同。其大小受运动速度v，选定方向与速度的水平垂直方向的夹角α影响。有公式：
μ=（1-v*cosα/c）u
(c为光速，u为标准摩擦因数)
注1：这里所说的“光滑”于物理学中的“表面光滑”不是同一个描述对象。

Answer 2

1．滑动摩擦力的定义：一个物体在另一个物体表面上相对滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，此力就为滑动摩擦力。
　　2．滑动摩擦力的产生条件：
　　①接触面粗糙
　　②两个物体互相接触且相互间有挤压
　　③物体间有相对运动。
　　3．滑动摩擦力的大小与方向：
　　①方向：总是跟接触面相切，并且跟物体与相对运动方向相反。所谓相对，仍是以施加摩擦力的施力物体为参考系的。
　　②大小：滑动摩擦力f的大小跟正压力成正比，即f=μn。μ为动摩擦因数：与接触面的材料、粗糙程度有关。接触面的粗糙程度及接触面间的弹力有关。
　　③滑动摩擦力的大小比最大静摩擦力fmax略小。通常的计算中可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
　　注：滑动摩擦力与接触面积无关
　　④影响滑动摩擦力大小的因素：
　　（1）物体所受压力大小。在接触面粗糙程度相同时，所受压力越大，滑动摩擦力越大。
　　（2）与物体接触的面的粗糙程度（接触面粗糙程度）。在物体所受压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
　　（3）滑动摩擦力的大小与接触面面积无关。
　　（4）滑动摩擦力大小与物体运动速度无关。
　　静滑动摩擦力：当仅有滑动趋势时，产生的摩擦力，称为静滑动摩擦力。静滑动摩擦力一般用fs
表示。

Answer 3