摩擦力在生活中的應(yīng)用分析

范文林

摘 要：物理理論研究淵源流長(zhǎng)，物理的五大板塊：聲、光、力、電、熱都在人們的生活中扮演著重要的角色。其中，力學(xué)是物理學(xué)科中的重要分支，力學(xué)中的摩擦力在生活中的應(yīng)用非常廣泛，一些生活常識(shí)能夠由摩擦力解釋，而且摩擦力知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)中也得以推廣與應(yīng)用。本文就針對(duì)摩擦力在生活中的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討與研究。

關(guān)鍵詞：摩擦力;生活應(yīng)用;探索分析

物理中大量的理論知識(shí)都能夠與人們的生活相聯(lián)系，其中的摩擦力理論與生活之間更是緊密相連;探究摩擦力在生活中的具體應(yīng)用，可以幫助我們?cè)诹私庵R(shí)應(yīng)用的過(guò)程中，全面理解相關(guān)原理，激發(fā)自身的潛能，提升創(chuàng)新能力。

1.摩擦力相關(guān)理論

1.1摩擦力概念

物理學(xué)中，相互接觸的兩個(gè)物體在即將發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者是已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)在兩者接觸面上出現(xiàn)一種阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的力，而這種力就被稱作是摩擦力[1]。摩擦力主要分為三個(gè)種類：靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力以及滾動(dòng)摩擦力。

1.2摩擦力的利與弊

日常生活中，摩擦力得到了非常廣泛的應(yīng)用，與之同時(shí)，也對(duì)生活造成了一定的不良影響[2]。例如平時(shí)吃飯時(shí)，手與筷子之間存在的摩擦力幫助我們操縱筷子，將食物送入口中。人們走路的過(guò)程是由鞋子與地面之間存在的摩擦力幫助我們不斷向前、喝水時(shí)手握杯子也是由摩擦力完成。而我們常用的鉛筆同樣也多方面利用到了摩擦力：運(yùn)用刀削鉛筆時(shí)是通過(guò)刀與鉛筆之間的摩擦力來(lái)完成，而鉛筆在紙上寫(xiě)字時(shí)，同樣也是通過(guò)鉛筆與紙張之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在摩擦力為我們帶來(lái)便利的同時(shí)，其也會(huì)對(duì)日常生活造成不良影響。機(jī)器啟動(dòng)時(shí)需要摩擦，但是摩擦?xí)斐赊D(zhuǎn)帶磨損，造成機(jī)器熱量過(guò)高，從而減少使用周期;自行車(chē)前行的時(shí)，車(chē)軸與軸承之間的摩擦力會(huì)使人更加費(fèi)力，增加騎行者的疲勞度;人們?cè)跔坷亓枯^大的物體的時(shí)，物體與地面之間的摩擦力會(huì)增加人們牽拉的難度;在人們滑雪時(shí)，滑板的速度會(huì)越來(lái)越小，直至消失為零，這就需要人們繼續(xù)發(fā)力前行，而這也是摩擦力的弊處之一。

2.摩擦力知識(shí)在生活中的應(yīng)用

摩擦力在高中物理學(xué)習(xí)階段占據(jù)非常重要的地位，而摩擦力之所以如此重要，主要是因?yàn)樗膶?shí)用性非常高，日常生活中的眾多現(xiàn)象都能夠運(yùn)用物理中的摩擦力知識(shí)來(lái)解釋。例如生活中的摩擦力，傳送過(guò)程中的摩擦力，摩擦力的電能、熱能轉(zhuǎn)換等等。

2.1生活常識(shí)中的摩擦力

摩擦力在生活中處處可見(jiàn)，有些大家都習(xí)以為常的生活常識(shí)，也正是在摩擦力的作用下產(chǎn)生的。例如有一句俗語(yǔ)叫做：“火車(chē)跑得快，全憑車(chē)頭帶”，火車(chē)頭對(duì)火車(chē)車(chē)廂施加拉力，而該拉力則源于鐵軌與火車(chē)輪之間的摩擦力，只有摩擦力存在，才能使火車(chē)平穩(wěn)的前進(jìn)。生活中應(yīng)用的洗衣機(jī)也是應(yīng)用了摩擦力的原理，洗衣機(jī)工作的時(shí)候，洗衣機(jī)內(nèi)部高速轉(zhuǎn)動(dòng)，衣服與水之間產(chǎn)生摩擦力，在摩擦力的作用下衣服上的污漬得以清洗。人們?nèi)粘Ｏ词謺r(shí)往往會(huì)雙手互搓，這也應(yīng)用了摩擦力，雙手間的摩擦力能夠使手上面的細(xì)菌、灰塵去除。同時(shí)人們的出行也離不開(kāi)摩擦力[3]。在人們沒(méi)有學(xué)會(huì)走路的時(shí)候就會(huì)穿上鞋子，而鞋底會(huì)有一系列的條紋，鞋底的條紋不僅能夠增加鞋子的美觀，同時(shí)還能夠增大鞋底與地面之間的摩擦力，起到行走時(shí)的防滑功效。人們之所以能夠在地面上走路、奔跑，就是因?yàn)樾c地面的摩擦力，當(dāng)鞋底磨損的時(shí)候，兩者之間的摩擦力就會(huì)受到影響，致使人們易于摔倒。

2.2傳送時(shí)的摩擦力

生活之外，生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行也離不開(kāi)摩擦力，而其中應(yīng)用最廣泛的則是貨物傳送帶[4]。水平運(yùn)動(dòng)的傳送帶傳送物體的時(shí)候，傳送帶自身具有恒定的速度，當(dāng)我們將與地面呈現(xiàn)相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的物體放到傳送帶上時(shí)，物品就會(huì)在傳送帶施加的摩擦力下做加速運(yùn)動(dòng)，傳送帶在物體上施加的摩擦力并不是恒定不變的力，而是一直在變化，因而物體的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)而非勻加速運(yùn)動(dòng)。物體放在傳送帶上面時(shí)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到傳送帶施加的滑動(dòng)摩擦力，物體在滑動(dòng)摩擦力作用下，速度逐漸增大，而與傳送帶之間的摩擦力會(huì)逐漸減小，當(dāng)傳送帶的長(zhǎng)度非常長(zhǎng)的時(shí)候，物體的速度會(huì)增加到與傳送帶速度相同。這時(shí)，物體與傳送帶之間并不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，因此，此時(shí)兩者之間的摩擦力為零，傳送帶上的物體在水平方向上并不會(huì)受到任何力的作用。

2.3摩擦力轉(zhuǎn)化為電能的應(yīng)用

摩擦起電，是指兩個(gè)物體接觸過(guò)程中，其中一個(gè)物體上的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上面，進(jìn)而形成兩個(gè)物體都帶有等量相反電荷的現(xiàn)象。在兩個(gè)接觸的物體中，得到電子的一方帶有的電荷為負(fù)電，失去電子的一方帶有的電荷為正電。這兩個(gè)物體通過(guò)摩擦之后生出的電量相同，能夠?qū)χ苓叺妮p小物體起到吸引的功效，在生活中也得到了重要的應(yīng)用。例如，摩擦納米發(fā)電機(jī)的工作原理就是應(yīng)用了摩擦起電。摩擦納米發(fā)電機(jī)主要是應(yīng)用靜電感應(yīng)與摩擦起電的耦合產(chǎn)生電能，應(yīng)用兩層電負(fù)性差別較大的高分子薄膜作為摩擦材料，當(dāng)發(fā)電機(jī)的電極相互靠近的時(shí)候，兩者摩擦，并分別產(chǎn)生正電與負(fù)電，進(jìn)而出現(xiàn)電勢(shì)差，而兩種材料通過(guò)電極相接，電勢(shì)差能夠促進(jìn)電子在電極中來(lái)回移動(dòng)，進(jìn)而平衡電荷相差較大而出現(xiàn)的電勢(shì)差。而當(dāng)兩者再次靠近的時(shí)候又會(huì)產(chǎn)生新的電子，通過(guò)兩種材料之間不斷的靠近與分離，機(jī)器輸出端就會(huì)產(chǎn)生電能，并對(duì)外輸出。也正是由于兩種材料之間的摩擦力，才使的摩擦納米發(fā)電機(jī)具有源源不斷的動(dòng)力，完成發(fā)電。

2.4摩擦力轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用

摩擦力同樣也能夠通過(guò)轉(zhuǎn)化為熱能的方式應(yīng)用在生活當(dāng)中，例如超聲波塑料焊接機(jī)就應(yīng)用了摩擦力轉(zhuǎn)化為熱能的原理。超聲波塑料焊接機(jī)主要是通過(guò)超聲波在塑料接觸面上的作用，使接觸面每秒都能夠產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)次的振動(dòng)，這種高頻振動(dòng)致使接觸面之間也在每秒產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)次的摩擦，而兩個(gè)焊接處的交界面也由于兩者之間的摩擦致使接觸面處產(chǎn)生局部高溫，接觸面的材料是導(dǎo)熱性非常差的塑料，熱量無(wú)法散發(fā)就會(huì)使塑料產(chǎn)生熔化現(xiàn)象，熔化后的塑料在外界壓力的作用下被塑造成所需的形狀，達(dá)到焊接的目的。較之傳統(tǒng)的粘合劑，該焊接方式的粘合度更高、干燥時(shí)間更短，由此可見(jiàn)，摩擦力在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，并且能夠發(fā)揮出重要的功效。合理的應(yīng)用摩擦力，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效應(yīng)用，降低能源的浪費(fèi)。

結(jié)束語(yǔ)

在學(xué)習(xí)任務(wù)繁重的高中階段，為了更加高效的學(xué)習(xí)物理，就需要我們對(duì)物理中的每一部分知識(shí)都充分了解，摩擦力在物理學(xué)科中具有重要地位，因此在摩擦力的學(xué)習(xí)中，實(shí)現(xiàn)摩擦力知識(shí)與日常生活間的完美結(jié)合，運(yùn)用摩擦力知識(shí)點(diǎn)去解釋生活中的現(xiàn)象，能夠?qū)ξ锢碇R(shí)點(diǎn)進(jìn)行很好的鞏固，同時(shí)還有助于我們體會(huì)到其帶來(lái)的成就感。將兩者完美的結(jié)合，能夠加深我們對(duì)于摩擦力的理解程度，并且也能夠?qū)ι罹哂懈嗟母形颍瑢⑽锢頃?shū)本中的理論知識(shí)合理的應(yīng)用在實(shí)際生活當(dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]熊志成.淺談摩擦力的重要性[J].智富時(shí)代，2018（09）：240.

[2]凌堃.彈力和摩擦力在乒乓球運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018，47（14）：91-92.

[3]匡首臣.摩擦力在生活中的研究應(yīng)用[J].好家長(zhǎng)，2018（05）：155.

[4]郭涵碩.巧用物理力學(xué)知識(shí)分析生活實(shí)例的思考[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（26）：168.