谁都离不开的摩擦力

曹远强

一天，卷卷老师与科学实验探索员们探讨摩擦力的知识。

卷卷老师说：“摩擦力分为三种，有静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。摩擦力与我们的生活息息相关，假如没有摩擦力，我们很难出门，也拿不起东西，吃饭也困难！滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小，都与压力和接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。而静摩擦力呢，粗糙程度也影响着它的最大值。你们能举出增大粗糙程度来增大摩擦力的生活实例吗？”

“自行车把上的花纹。”

“对，很好，谁还能举例？”

“螺丝刀柄上的凹槽。”

“非常好，其实生活中有很多这样的例子。现在你们还小，不需要掌握很深的有关知识，了解一下就行了，下面我给你们做几个小实验。”

实验一：铅笔下坡

【实验器材】 铅笔一支、长木板一块。

【实验内容】 1.把长木板支成斜面固定好。

2.把铅笔竖放在斜面上，发现铅笔静止不动。

3.把铅笔横放在斜面上，发现铅笔滚落下来。为什么两次会有不同的效果（如图一）？

小博：“这个实验太简单，不太好玩。”

“有趣的嘛，”卷卷老师沉吟了一会儿，顺手把一支铅笔拿在手中，“我把铅笔横放在两个手指上，我要同时移动下面的手指，你们观察一下我的哪个手指在铅笔下先滑动。”

实验二：哪个手指先动

【实验器材】 一支铅笔（直尺亦可）。

【实验内容】 1.把双手平放在胸前，只伸出两个食指。

2.把铅笔放在两个食指上，开始托着铅笔移动手指（如图二）。

三个人聚精会神地观察。

小博：“我观察到了，为什么总是一个手指头在滑动？”

“大家一起动手来观察，你们自己来体会，把观察到的和你们的思考告诉我。”

几个人一人一支铅笔兴致勃勃地玩起这个小游戏。

结果发现，两个手指虽然都试图移动，但一般不会出现同时滑动，总是一个手指在滑动，另一个手指相对铅笔是静止的。

“为什么会这样？”

卷卷老师：“再仔细观察，动的这个手指离铅笔的重心是远还是近？”

小斐：“我看出来了，总是那个离铅笔重心远的手指滑动。”

“非常好，道理是什么呢？”

【原理解析】 这是因为两个手指都受到铅笔的压力，但靠近铅笔重心的手指受到的压力较大，离重心远的手指受到的压力较小。压力大的手指与铅笔之间的摩擦力更大，因此不容易滑动。

小璇总结道：“摩擦力大小除了与接触面的粗糙程度有关以外，还与接触面间的压力有关，在相同情况下，滚动摩擦力更小，对不对？”

“总结得非常好。因为今天已经很晚了，我们来一起做最后一个实验，但结果得到明天早上才能查看，好不好？”

“好！”三个人痛快地答应。

实验三：筷子提米

卷卷老师拿出一个玻璃杯，往杯里装上大米放在石桌上，然后拿出一根筷子，“你们看，我把筷子插进大米中，再拔出来，很容易吧？”他边说边演示。很显然，筷子很轻易被拔了出来。然后卷卷老师将半瓢水小心地倒进杯子，直到水把最表面的米濡湿。

“现在我们就把它放在这里，到明天早上你们会看到奇迹。”

“什么奇迹？快告诉我们吧？”

“那不行，必须要放上一夜才能出效果，今天就讲到这里吧。”

【实验器材】 大米、玻璃杯、一根竹筷子、水。

【实验内容】 1.在玻璃杯里装上大半杯大米。

2.把一根筷子插在中间，将米压紧，使筷子直立。

3.往杯子里加水，使水浸到米的表面。

4.等待12小时后，慢慢地轻轻提筷子，会发现能把杯子一起提起来（如图三）。

第二天早晨，三个人见证的奇迹是什么呢？卷卷老师小心地拿起筷子，居然把一杯米提了起来。

小斐：“为什么用一根筷子可以提起这么重的东西？”

小博：“肯定是摩擦力帮了忙。”

小璇：“浇上水，干燥的米经过一夜的浸泡肯定发胀了许多，对筷子的压力增大了，因此增大了摩擦力，我解释得对吗？”

卷卷老师：“对，只是你在摩擦力的前面加上‘最大静三个字就更全面了。”

【原理解析】 这是因为加水后米发生膨胀，将筷子压紧，增加了筷子与米之间的最大静摩擦力，同时米与杯壁的最大摩擦力也增加了，因此会出现上述的现象。

小璇：“爸爸，摩擦力是一种阻碍物体运动的力，它的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，对不对？”

卷卷老师：“需要更正一个地方，是阻碍物体间的相对运动，不是运动，有时摩擦力不但不阻碍物体的运动，反而是给物体运动提供动力。比如汽车在加速时，驱动轮受到地面给它的摩擦力是向前的，提供动力，再比如人走路时，受到的摩擦力也是向前的。”

“人走路时，受到的摩擦力也是向前的，我们真不知道，我以为是向后的。”

卷卷老师站起来，抬起一只脚做出向后蹬地的动作。“人在走路时，脚要向后蹬地，这样脚相对于地面有向后运动的趋势，因此地面给脚的摩擦力是向前的。”

小璇：“这样人受到的摩擦力就与人的运动方向一致了。”

卷卷老师说：“我们来做一个小实验。”

实验四：摩擦力的方向

【实验器材】 薄木板、遥控玩具汽车、新的圆柱形铅笔10根（不带橡皮头）、粉笔。

【实验内容】 1.把10根铅笔均匀间距平行放在水平的桌面上，上面放上薄木板。

2.把遥控汽车放到木板上方的后端。

3.用粉笔在木板上标记出汽车的起始位置，在桌面上标记出木板的起始位置。

4.用遥控器操纵汽车直行一小段距离，静止后，记下汽车和木板现在的位置。

发现汽车向前运动的同时，薄木板向后运动了。这一切都说明了什么问题呢（如图四）？

【原理解析】 为什么木板向后运动？是因为受到汽车给它的向后的摩擦力，薄木板的运动方向与受到的摩擦力相同，这个摩擦力的反作用力方向是向前的，给汽车提供了动力，于是汽车向前运动，汽车受到的摩擦力与汽车运动方向也是一致的。