张嘉敏

摘 要：摩擦力作为重要的物理现象在生活中无处不在。摩擦力带给人们生活的影响有利有弊，要根据具体情况采取措施增加或者减少摩擦力，以便利用好摩擦力。本文以生活中“墩布问题”的摩擦力为例，分析了摩擦力的实际情况，揭示了生活现象背后的物理原理。

关键词：生活；摩擦力；物理

在人们的生活中，凡是发生物体接触的地方都会出现摩擦力。例如用力推放在地面上的一个箱子，没有推动；足球踢出去后会慢慢停下来……这些都是摩擦力作用的结果。对生活中的摩擦力进行分析，不仅可以用物理学科知识解释生活现象，还能够促使人们利用摩擦力解决生活中遇得到的问题。

一、生活中的摩擦力

（一）摩擦力的利与弊

摩擦是普遍存在于生活中的一种力学现象。当一种物体沿着另一种物体接触面的切线方向运动或者出现相对运动趋势的时候，接触面就会产生阻碍运动的作用力，这就是摩擦力。摩擦力的种类一般有三种，分别是滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。摩擦力无处不在的存在于我们的生活中，那么摩擦力对于人们的生活而言有哪些利弊呢？

一方面，因为摩擦力能够对人们生活带来便利，有时候需要增加摩擦力。例如人们走路要稳当，鞋底和地面之間就必须有足够的摩擦。所以在设计鞋底的时候就要会通过花纹的凸凹效果增加摩擦力；而汽车轮胎上的花纹设计目的也是一样的，就是为了增加摩擦力，防止在雨天、雪天因为路滑无法及时刹车带来的安全隐患。为了实现特殊天气中汽车行车安全，除了轮胎自身增加摩擦力的设计外，还会采取在路上撒煤渣、在车上挂防滑链等措施，增加刹车摩擦力。

另一方面，有时候摩擦力能够困扰人们的生活，要尽力减少摩擦力。例如据有关数据显示，汽车运行中为了克服摩擦，消耗的功率在20%左右，飞机发动机10%的功率也是用来克服摩擦力。因为当前汽车保有量和飞机使用量不断增加，摩擦力带来的能源浪费和设备零件磨损也是一个可观的数据，所以减少这方面的摩擦力损耗也是一个重要课题，需要攻克。

（二）失去摩擦力的生活设想

既然摩擦力对于人们的生活来说有利有弊，那么生活中没有摩擦力会出现什么情况呢？

首先，从“衣”方面来看，如果没有摩擦力，不仅上衣、裤子穿不上，而且扣子、皮带也无法扣住。穿鞋子、戴帽子也会遇到同样的情况。

其次，从“食”方面来看，离开了摩擦力的情况也是难以想象的。没有摩擦力，勺子、铲子就无法使用，蔬菜也无法被炒熟。即便是有了直接可以食用的事物，也会出现放不到嘴里的情况。从饮食后人体排泄来看，也不会被吸收而直接外排。

第三，从“行”的方面来看，没有摩擦力是哪里也去不了的，甚至无法站立。开车出行更是不可能的，没有摩擦力的汽车是无法停靠的。无论是步行上下楼还是通过电梯上下楼，离开了摩擦力都不会实现。爱美的女士们也无法化妆后出行，因为化妆品根本附着不到脸上。

第四，从“住”的方面来看，离开了摩擦力，拿起被子已经成为不可能，也没法盖上被子。而且床也不能固定在地面上，头也无法放在枕头上。要坐下来的想法也不会实现，因为桌子、椅子也会因为没有摩擦力而散架。

但是，没有摩擦力也会带来一些好处，例如衣服上不会沾上灰尘、牙缝里不会塞进菜渣等。所以说对于摩擦力存在的意义要客观评价，而且要趋利避害，利用好摩擦力。

二、基于生活中“墩布问题”的摩擦力分析

墩布是人们在生活中经常用的物品。在使用中有时候会出现无论怎么用力都无法使墩布移动的现象，这就是“墩布问题”。关于这一问题可以用物理原理进行摩擦力分析。

（一）图解分析法

根据图1的墩布墩地面模型进行受力分析，得到墩布的受力分析模型图（图2）。

F表示人使用墩布的作用力，方向是沿着墩布杆向下的，FG表示的是墩布的重力，地面对墩布头的支撑力用FN表示，墩布头和地面之间产生的摩擦力用Ff表示，这时候就会发现其实墩布头在工作过程中受到了四个力，还不能直接利用“三力平衡”图示法进行分析。所以要根据摩擦力概念和计算公式，对图2中的四个力进行摩擦系数计算，得出公式（1）

由此可见，无论是图解分析法还是解析分析法，最终得出的结论都具有相同性。这也启示我们，如果对生活中存在的现实问题进行科学简化后，就可以利用物理原理进行分析，探究出隐藏在现象背后的物理本质。

参考文献：

[1]刘泮霖.论物理力学在生活中的应用[J].中华少年，2017（34）：164.

[2]曹远强.谁都离不开的摩擦力[J].第二课堂（B），2016（08）：12.15.

[3]田洁.摩擦力的探究实验[J].读与写（教育教学刊），2016，13（06）：130.131+4.