高一物理：摩擦力作用機(jī)制揭秘
在日常生活中，人們對(duì)摩擦這種現(xiàn)象并不陌生。比如，在冬季結(jié)冰的路面上，行人很容易滑倒，但是撒上一層煤渣后，就很安全了;又如人們?yōu)榱藴p少機(jī)器內(nèi)部零件的摩擦，便不時(shí)地添加潤(rùn)滑油等。這些現(xiàn)象都與摩擦有關(guān)。
那么，什么是摩擦呢?摩擦是指互相接觸的物體要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體的接觸面上所發(fā)生的阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用。這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的力，叫做摩擦力。由于摩擦力與人的生活息息相關(guān)，所以有關(guān)摩擦力的研究和探索也一直在進(jìn)行著。但是，至到今天，人們對(duì)于摩擦力的本質(zhì)，卻還認(rèn)識(shí)得不是十 分清楚。
最早對(duì)摩擦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的代表性人物是文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)•芬奇。他對(duì)表面光滑程度不同的物質(zhì)的摩擦作了比較，提出物體間的摩擦程度取決于物體表 面粗糙程度的大小，表面愈粗糙，摩擦力愈大，即固體表面的凹凸程度是產(chǎn)生摩擦的根本原因。這一想法后來逐步被發(fā)展為一種學(xué)說——凹凸說。該學(xué)說認(rèn)為：物體 表面無論經(jīng)過何種加工，都必然留下或大或小的凹凸，這種表面凹凸不平的物體相互接觸，就必然產(chǎn)生摩擦。有人對(duì)此做過這樣一個(gè)比喻：固體表面的接觸，猶如把 一列山脈翻過來蓋在另一列山脈上一樣。由于它們的相互咬合，所以只有把凸部破壞掉，才能使之滑動(dòng)，這便是產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力的基本原理。這種學(xué)說在 很長(zhǎng)一段時(shí)間里，受到許多人的支持。
對(duì)于摩擦力本質(zhì)的另外一種看法是分子說。這是由英國(guó)的物理學(xué)家德薩古利埃提出的。他認(rèn)為，摩擦力產(chǎn)生的原因是摩擦面上的分子力相互交錯(cuò)所致。該 學(xué)說指出，物體表面愈是光滑，摩擦面愈是相互接近，表面分子力就愈大，這樣摩擦力也就愈大。但是這種學(xué)說由于加工技術(shù)上的原因，一直沒有得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)， 因而入們對(duì)此很難接受。
進(jìn)入20世紀(jì)以后，分子說逐漸得到很多人的支持。一個(gè)叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能量損失，是因固體表面分子引力場(chǎng)的相互干涉所致，與凹凸 程度無關(guān)。而另一名著名的學(xué)者哈迪，他進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，從而證明了分子說的正確性。他首先把兩個(gè)物體表面研磨得極光滑，然后來做摩擦實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩 物體磨得越光滑，它們之間的摩擦力就越少，但是這種光滑水平達(dá)到一定程度時(shí)，摩擦力反而有所增加，甚至兩個(gè)光滑的金屬面能“粘”在一起。而這正好證實(shí)了分 子說的觀點(diǎn)：當(dāng)兩個(gè)表面的分子互相進(jìn)入彼此的分子間的引力圈時(shí)，兩者間就能產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘合作用，并以摩擦力的形式顯示出來。哈迪的實(shí)驗(yàn)為分子說提供了有力 的證據(jù)，分子說因而獲得了廣泛的承認(rèn)，并被進(jìn)一步發(fā)展為“粘合說”。
但是，凹凸說并沒有因分子說和粘合說的進(jìn)展而被完全廢棄，它與對(duì)立的分子說和粘合說都持之有據(jù)，言之有理。有人在這兩者的基礎(chǔ)上提出了包含凹凸 說內(nèi)容的綜合性的現(xiàn)代粘合論�？磥�，有關(guān)摩擦力本質(zhì)的爭(zhēng)論還將繼續(xù)下去，究竟孰是孰非，人們將拭目以待。 同學(xué)們?nèi)缬信d趣，將來可從事一些有關(guān)摩擦學(xué)的研究。
(責(zé)任編輯：康彥林)
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