高一物理學習方法：摩擦力作用機制揭秘

　　在日常生活中，人們對摩擦這種現象并不陌生。比如，在冬季結冰的路面上，行人很容易滑倒，但是撒上一層煤渣后，就很安全了;又如人們為了減少機器內部零件的摩擦，便不時地添加潤滑油等。這些現象都與摩擦有關。

　　那么，什么是摩擦呢?摩擦是指互相接觸的物體要發生或已經發生相對運動時，在物體的接觸面上所發生的阻礙物體相對運動的作用。這種阻礙相對運動的力，叫做摩擦力。由于摩擦力與人的生活息息相關，所以有關摩擦力的研究和探索也一直在進行著。但是，至到今天，人們對于摩擦力的本質，卻還認識得不是十分清楚。

　　最早對摩擦進行實驗研究的代表性人物是文藝復興時期的達•芬奇。他對表面光滑程度不同的物質的摩擦作了比較，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生摩擦的根本原因。這一想法后來逐步被發展為一種學說——凹凸說。該學說認為：物體表面無論經過何種加工，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，就必然產生摩擦。有人對此做過這樣一個比喻：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，這便是產生阻礙相對運動的摩擦力的基本原理。這種學說在很長一段時間里，受到許多人的支持。

　　對于摩擦力本質的另外一種看法是分子說。這是由英國的物理學家德薩古利埃提出的。他認為，摩擦力產生的原因是摩擦面上的分子力相互交錯所致。該學說指出，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。但是這種學說由于加工技術上的原因，一直沒有得到實驗的證實，因而入們對此很難接受。

　　進入20世紀以后，分子說逐漸得到很多人的支持。一個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的相互干涉所致，與凹凸程度無關。而另一名著名的學者哈迪，他進行了大量的實驗，從而證明了分子說的正確性。他首先把兩個物體表面研磨得極光滑，然后來做摩擦實驗，結果發現，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到一定程度時，摩擦力反而有所增加，甚至兩個光滑的金屬面能“粘”在一起。而這正好證實了分子說的觀點：當兩個表面的分子互相進入彼此的分子間的引力圈時，兩者間就能產生強烈的粘合作用，并以摩擦力的形式顯示出來。哈迪的實驗為分子說提供了有力的證據，分子說因而獲得了廣泛的承認，并被進一步發展為“粘合說”。

　　但是，凹凸說并沒有因分子說和粘合說的進展而被完全廢棄，它與對立的分子說和粘合說都持之有據，言之有理。有人在這兩者的基礎上提出了包含凹凸說內容的綜合性的現代粘合論。看來，有關摩擦力本質的爭論還將繼續下去，究竟孰是孰非，人們將拭目以待。 同學們如有興趣，將來可從事一些有關摩擦學的研究。