摩擦力在生活中的應用分析

范文林

摘 要：物理理論研究淵源流長，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，力學是物理學科中的重要分支，力學中的摩擦力在生活中的應用非常廣泛，一些生活常識能夠由摩擦力解釋，而且摩擦力知識在工業生產中也得以推廣與應用。本文就針對摩擦力在生活中的具體應用進行了深入的探討與研究。

關鍵詞：摩擦力;生活應用;探索分析

物理中大量的理論知識都能夠與人們的生活相聯系，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用，可以幫助我們在了解知識應用的過程中，全面理解相關原理，激發自身的潛能，提升創新能力。

1.摩擦力相關理論

1.1摩擦力概念

物理學中，相互接觸的兩個物體在即將發生相對運動或者是已經發生相對運動的時候，會在兩者接觸面上出現一種阻礙這種相對運動出現的力，而這種力就被稱作是摩擦力[1]。摩擦力主要分為三個種類：靜摩擦力、滑動摩擦力以及滾動摩擦力。

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用，與之同時，也對生活造成了一定的不良影響[2]。例如平時吃飯時，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：運用刀削鉛筆時是通過刀與鉛筆之間的摩擦力來完成，而鉛筆在紙上寫字時，同樣也是通過鉛筆與紙張之間的摩擦力來實現的。在摩擦力為我們帶來便利的同時，其也會對日常生活造成不良影響。機器啟動時需要摩擦，但是摩擦會造成轉帶磨損，造成機器熱量過高，從而減少使用周期;自行車前行的時，車軸與軸承之間的摩擦力會使人更加費力，增加騎行者的疲勞度;人們在牽拉重量較大的物體的時，物體與地面之間的摩擦力會增加人們牽拉的難度;在人們滑雪時，滑板的速度會越來越小，直至消失為零，這就需要人們繼續發力前行，而這也是摩擦力的弊處之一。

2.摩擦力知識在生活中的應用

摩擦力在高中物理學習階段占據非常重要的地位，而摩擦力之所以如此重要，主要是因為它的實用性非常高，日常生活中的眾多現象都能夠運用物理中的摩擦力知識來解釋。例如生活中的摩擦力，傳送過程中的摩擦力，摩擦力的電能、熱能轉換等等。

2.1生活常識中的摩擦力

摩擦力在生活中處處可見，有些大家都習以為常的生活常識，也正是在摩擦力的作用下產生的。例如有一句俗語叫做：“火車跑得快，全憑車頭帶”，火車頭對火車車廂施加拉力，而該拉力則源于鐵軌與火車輪之間的摩擦力，只有摩擦力存在，才能使火車平穩的前進。生活中應用的洗衣機也是應用了摩擦力的原理，洗衣機工作的時候，洗衣機內部高速轉動，衣服與水之間產生摩擦力，在摩擦力的作用下衣服上的污漬得以清洗。人們日常洗手時往往會雙手互搓，這也應用了摩擦力，雙手間的摩擦力能夠使手上面的細菌、灰塵去除。同時人們的出行也離不開摩擦力[3]。在人們沒有學會走路的時候就會穿上鞋子，而鞋底會有一系列的條紋，鞋底的條紋不僅能夠增加鞋子的美觀，同時還能夠增大鞋底與地面之間的摩擦力，起到行走時的防滑功效。人們之所以能夠在地面上走路、奔跑，就是因為鞋與地面的摩擦力，當鞋底磨損的時候，兩者之間的摩擦力就會受到影響，致使人們易于摔倒。

2.2傳送時的摩擦力

生活之外，生產過程的順利進行也離不開摩擦力，而其中應用最廣泛的則是貨物傳送帶[4]。水平運動的傳送帶傳送物體的時候，傳送帶自身具有恒定的速度，當我們將與地面呈現相對靜止狀態的物體放到傳送帶上時，物品就會在傳送帶施加的摩擦力下做加速運動，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，因而物體的運動是變加速運動而非勻加速運動。物體放在傳送帶上面時，在運動過程中受到傳送帶施加的滑動摩擦力，物體在滑動摩擦力作用下，速度逐漸增大，而與傳送帶之間的摩擦力會逐漸減小，當傳送帶的長度非常長的時候，物體的速度會增加到與傳送帶速度相同。這時，物體與傳送帶之間并不會產生相對運動，也沒有相對運動趨勢，因此，此時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受到任何力的作用。

2.3摩擦力轉化為電能的應用

摩擦起電，是指兩個物體接觸過程中，其中一個物體上的電子轉移到另一個物體上面，進而形成兩個物體都帶有等量相反電荷的現象。在兩個接觸的物體中，得到電子的一方帶有的電荷為負電，失去電子的一方帶有的電荷為正電。這兩個物體通過摩擦之后生出的電量相同，能夠對周邊的輕小物體起到吸引的功效，在生活中也得到了重要的應用。例如，摩擦納米發電機的工作原理就是應用了摩擦起電。摩擦納米發電機主要是應用靜電感應與摩擦起電的耦合產生電能，應用兩層電負性差別較大的高分子薄膜作為摩擦材料，當發電機的電極相互靠近的時候，兩者摩擦，并分別產生正電與負電，進而出現電勢差，而兩種材料通過電極相接，電勢差能夠促進電子在電極中來回移動，進而平衡電荷相差較大而出現的電勢差。而當兩者再次靠近的時候又會產生新的電子，通過兩種材料之間不斷的靠近與分離，機器輸出端就會產生電能，并對外輸出。也正是由于兩種材料之間的摩擦力，才使的摩擦納米發電機具有源源不斷的動力，完成發電。

2.4摩擦力轉化為熱能的應用

摩擦力同樣也能夠通過轉化為熱能的方式應用在生活當中，例如超聲波塑料焊接機就應用了摩擦力轉化為熱能的原理。超聲波塑料焊接機主要是通過超聲波在塑料接觸面上的作用，使接觸面每秒都能夠產生數萬次的振動，這種高頻振動致使接觸面之間也在每秒產生數萬次的摩擦，而兩個焊接處的交界面也由于兩者之間的摩擦致使接觸面處產生局部高溫，接觸面的材料是導熱性非常差的塑料，熱量無法散發就會使塑料產生熔化現象，熔化后的塑料在外界壓力的作用下被塑造成所需的形狀，達到焊接的目的。較之傳統的粘合劑，該焊接方式的粘合度更高、干燥時間更短，由此可見，摩擦力在生活生產中的應用非常廣泛，并且能夠發揮出重要的功效。合理的應用摩擦力，能夠實現資源的有效應用，降低能源的浪費。

結束語

在學習任務繁重的高中階段，為了更加高效的學習物理，就需要我們對物理中的每一部分知識都充分了解，摩擦力在物理學科中具有重要地位，因此在摩擦力的學習中，實現摩擦力知識與日常生活間的完美結合，運用摩擦力知識點去解釋生活中的現象，能夠對物理知識點進行很好的鞏固，同時還有助于我們體會到其帶來的成就感。將兩者完美的結合，能夠加深我們對于摩擦力的理解程度，并且也能夠對生活具有更多的感悟，將物理書本中的理論知識合理的應用在實際生活當中，進而實現高效的學習。

參考文獻

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

[2]凌堃.彈力和摩擦力在乒乓球運動中的應用[J].中學物理教學參考，2018，47（14）：91-92.

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

[4]郭涵碩.巧用物理力學知識分析生活實例的思考[J].科技經濟導刊，2017（26）：168.