滑动摩擦与滚动摩擦特点

1、当一物体在另一物体表面上滑动或有滑动趋势时， 在两物体接触面上产生的阻碍 它们之间相对滑动的现象，谓之“滑动摩擦”。当物体间有相对滑动时的滑动摩 擦称动摩擦。当物体间有滑动趋势而尚未滑动时的滑动摩擦称为静摩擦。当一物体在另一物体表面上滑动时，在两物体接触面上产生的阻碍它们之间相对滑动 的现象，谓之 滑动摩擦”。当物体间有相对滑动时的滑动摩擦称动摩擦。当物体间有 滑动趋势而尚未滑动时的滑动摩擦称为。滑动摩擦产生的原因很复杂，目前还没有定 论。近代摩擦理论认为，产生滑动摩擦的主要原因有二，一是关于摩擦的凹凸啮合说， 认为摩擦的产生是由于物体表面粗糙不平。当两个物体接触时，在接触面上的凹凸不 平部分

2、就互相啮合，而使物体运动受到阻碍而引起摩擦；二是分子粘合说，认为当相 接触两物体的分子间距离小到分子引力的作用范围内时，在两个物体紧压着的接触面 上的分子引力便引起吸附作用。关于摩擦的本质，还待进一步研究。相对运动滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力，不一定是阻碍物体运动的力。即摩擦力不一定是阻力，它也可能是使物体运动的动力，要清楚阻碍“相对运动”是以相互接触的物体作为参照物的。“物体运动”可能是以其它物体作参照物的。如：实验中在木块上放一个砝码 ，用弹簧秤拉木块作匀速 直线运动时，砝码是由于受到木块对它的静摩擦力才随木块一道由静止变为 运动的。具体情况是：当木块受到拉力由静止向前运动时

3、，砝码相对于木块要向后滑动，木块就给砝码一个阻碍它向后滑动的摩擦力，这个摩擦力的方向是向前的。所以砝码相对于木块没有滑动，这时的摩擦力就是静摩擦力。滑动摩擦力大小与物体运动的快慢无关，与物体间接触面积大小无关。研究实际问题时，为了简化往往采用“理想化”的做法，如某物体放在另一物体的光滑的表面上，这“光滑”就意味着两个物体如果发生相对运动 时,它们之间没有摩擦。产生滑动摩擦有3个条件1、物体之间相互接触且有压力；2、物体之间必须发生相对运动；3、接触面粗糙。绝对光滑的接触面虽不存在但是在很多的科学假想、 猜测等情况中有可能会假设接触面绝对光滑。计算公式 F =卩Fn滑动摩擦力的大小跟压力成正比，

4、就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。滑动摩擦力的计算公式为F =卩Fn其中F等于滑动摩擦力，卩 为动摩擦系数，Fn为压力。这里再对公式中的各项说明一下Fn为弹力的性质，并不是总等于物体的重力，需要结合运动情况和平 衡条件加以确定。动摩擦系数 卩是比例常数，它的数值跟相互接触的接触面的材料和接 触面的情况（如粗糙程度、干湿程度、温度等）有着密切的关系。动摩擦系 数是两个力的比值，因此没有单位。滑动摩擦力的大小与物体相对运动的速度无关，与接触面的面积大小无关。滑动摩擦力的作用总是阻碍物体间的相对运动，但不是阻碍物体的运 动，滑动摩擦力可能是阻力，当然也可能是动力。滚动摩擦（rolli

5、ngfriction） 物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的，叫“滚动摩擦”。滚动摩擦一般用阻力矩来量度，其力的大小与物体的性质、表面的形状以及滚回拖过程中的滚动摩擦力动物体的重量有关。滚动摩擦实际上是一种阻碍滚动的力矩。当一个物体在粗糙的平 面上滚动时，如果不再受动力或动力矩作用，它的运动将会逐渐地慢下来，直到静止。这个过程，滚动的物体除了受到重力、弹力外，一般在接触部分受到力。由于物体和平面接触处产生形变，物体受重力作用而陷入支承面，同时物体本身也受压缩而变形，当物体向前滚动时，接触处前方的支承面隆起，而使支承面作用于物体的合弹

6、力N的作用点从最低点向前移。正是这个弹力，相对于物体的质心产生一个阻碍物体滚动的力矩，这就是滚动摩擦。对于初中学生来说，他们还未掌握力矩的概念，就不要把滚 动摩擦讲成是一种摩擦力，只能讲一个物体在另一个物体上滚动时所受到对滚动的。滚动摩擦产生的特点物体的滚动情况与接触面有关，滚动物体在接触面上滚动或有滚动的趋势时，物 体和接触面都会发生形变。其形变可以分为接触面形变而滚动物体不发生形变（此时物体称之为刚体）、接触面不发生形变（此时接触面称之为刚性面）而滚动物体发生形 变、接触面和滚动物体都不发生形变以及接触面和滚动物体都发生形变等四种情况。1. 滚动物体是刚体，接触面发生形变如图1所示，滚动物

7、体静止在水平接触面上时受到的重力G与支持力 N在同一竖直线上。当滚动物体向前滚动时，与前方凸起发生作用，支点前移到O,受到接触面的作用力增大为 N',如图2所示。N产生两个效果：一个是垂直于接触面方向的N,它与G抗衡；另一个是沿接触面方向的静摩擦力f,它阻碍小球向前滑动，如图3所示。显然，重力 G与支持力 N产生力偶矩 M阻，其效果为阻碍物体的转动。设O'偏离重力作用线的距离为3,则M阻=N &若N'在沿接触面方向的分量f到O的垂直距离为 r，以O为转轴，物体匀速滚动时力矩平衡，则 fr=N 3,。压路机的磙子在碾压泥土路基时，可简化为这类问题。2. 接触面为刚

8、性，滚动物体产生形变如图4所示，接触面不发生形变而滚动物体发生形变时，物体的滚动实质为变形 后的翻转，但支点 O'前移。同理，此时重力G与支持力 N的力偶矩为物体滚动的阻力矩，且M阻=N 3,。汽车、的轮胎在水泥路面上行驶时，可简化为这类问题。3. 滚动物体和接触面均为刚性如图5所示，如果滚动物体和接触面都不发生形变，此时物体受到的重力与支持 力共线平衡，即 G=N、3=0、r=0 ,滚动的阻力矩M阻=0、f=0 ,没有滚动摩擦效果。这是理想情况，但是像火车钢轮在钢轨上的运动，可以简化为这类问题。4. 滚动物体和接触面均有形变如图6所示，滚动物体和接触面都发生形变的情况最普遍，尽管这种

9、情况很复杂，但是由于它介于第一、第二两种情况之间，根据两边夹法则”，可以得到相同的结论，即M阻=N 3。但是，当滚动物体形变相对接触面较大时，可以把它简化为第一种情 况；当接触面形变相对滚动物体较大时，可以把它简化为第二种情况。滚动摩擦力关于滚动摩擦 为什么自行车没气时比较难骑大家也许都有过这样的经历，当自行车没气的时候都感觉非常难骑。这究竟是什 么原因？我就是从这里开始我的小小的探索。要清楚没气时为什么比较难骑这个问题，首先要清楚自行车的工作原理。人们用 脚蹬车时，使链盘转动在通过链条带动后轮的飞轮转动，而使后轮也跟着转动。这时， 轮胎面对地面有个向后的静摩擦力，由图三可知，地面也会对后轮有

10、一个向前的静摩 擦力。这个力就是车前进的动力。由于车轮在地面滚动，所以一定会有。但中学没有 对滚动摩擦进行过深入的学习，对滚动摩擦的影响不是很清楚，所以要查资料了解一 下。通过查阅资料可知，一个物体在另一个物体表面滚动时，受到接触面的阻力作用,叫滚动摩擦。滚动摩擦产生的条件是滚动物体和平面接触部分必须发生形变，图为形 变的情况。形变的特点是是滚动的物体前方形成凸起，这样，支持力的水平分力阻碍平动， 竖直分力阻碍转动，滚动摩擦就这样产生了。然后回到自行车上来，前面已经知道静摩擦力是提供动力的，所以没气的自行车 难骑的原因就只剩下滚动摩擦了。自行车轮压在地面时，一定会发生弹性形变，地面 也会发生形

11、变，但车轮的形变是主要的。当自行车没气时，车轮的形变加大，使车轮 前部凸起部分更凸，加大了滚动摩擦力矩，使自行车难骑。以上是分析的全过程，所以大家骑车时要打足气，这样即有利于保护车胎又可以 省力。滚动摩擦你可以想象一个铅球在地上滚动。 假如你给它一个初速度的话，它会慢 慢的停下来。为什么会停下来，这就是由于它受到地面对它的滚动摩擦力而使它 停下。如果你把一个方块状的物体放在地面上滑动，那么它将受到滑动摩擦力。静摩擦更简单了。你去拉一个一吨的大石头。怎么拉也拉不动，这是由于石头与 地面的静摩擦力把你的拉力平衡了。一般来讲，滚动摩擦力和滑动摩擦力都是恒定的， 知道了摩擦系数就可以算出来。 而静摩擦力并不是算出来的， 你用 100N 的力去拉那块石头。 那么石头与地面的 静摩擦力就是 100N而如果你有 1000N 的里去拉的话，那静摩擦力就是 1000N 。当然前提是石头没 有动在就是一般来讲， 滚动摩擦力要小于滑动摩擦力。 这就是我们平时看到的车的轮 子