为什么当接触面“非常非常光滑”时，摩擦力会突然增大？
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解决时间 2021-12-02 18:08
- 提问者网友：寂寞撕碎了回忆
- 2021-12-02 08:56
为什么当接触面“非常非常光滑”时，摩擦力会突然增大？
最佳答案
- 五星知识达人网友：舍身薄凉客
- 2021-12-02 10:04
接触面“非常非常光滑”时，摩擦力会突然增大，非常非常光滑的两个物体接触是存在分子间的作用力了。
表面光滑摩擦力突然增大，只是说明在其他条件不变的情况下，吸附功增大，两表面的表面能增大，表现为阻力，这是分子机械理论里关于摩擦学的解释。但是并不是任何系统都存在这样的状态。这也足以解释楼主的问题。
摩擦是系统行为，这是从事摩擦学院士在前几年提出的三大定律之一。摩擦学是两接触表面或者三接触表面之间的行为，摩擦力的大小和所处的环境、摩擦配副材料、配副材料的表面特征有关。
初高中所接触的摩擦有关只是是古典的摩擦学，现已经被推翻。
表面光滑摩擦力突然增大，只是说明在其他条件不变的情况下，吸附功增大，两表面的表面能增大，表现为阻力，这是分子机械理论里关于摩擦学的解释。但是并不是任何系统都存在这样的状态。这也足以解释楼主的问题。
摩擦是系统行为，这是从事摩擦学院士在前几年提出的三大定律之一。摩擦学是两接触表面或者三接触表面之间的行为，摩擦力的大小和所处的环境、摩擦配副材料、配副材料的表面特征有关。
初高中所接触的摩擦有关只是是古典的摩擦学，现已经被推翻。
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- 1楼网友：行雁书
- 2021-12-02 15:54
汗了…从接触摩擦力到现在不晓得做了好多道接触面光滑的题，结果居然是越光滑摩擦力越大~~长见识了今晚！
- 2楼网友：十年萤火照君眠
- 2021-12-02 15:00
我想可能是物体光滑，接触面没有缝隙，也就没有空气，所以可能和大气压力有关
- 3楼网友：酒醒三更
- 2021-12-02 14:09
高见啊！开眼了。
- 4楼网友：掌灯师
- 2021-12-02 13:32
仔细一想确实如此，看来物极必反的老话还真有道理！
- 5楼网友：你哪知我潦倒为你
- 2021-12-02 12:41
你老师真厉害。。一开以为你老师错了。查了下，发现是我错。。为什么我上学的是老师没跟我讲。。
任何事物中都蕴含着一定的哲学道理，物理学中的哲学道理更是数不胜数，就连生活中最常见的摩擦力也蕴含着不少哲理。
就拿摩擦力与物体表面的关系来说，过去人们通常有这样的观点：“正压力不变的情况下，物体表面越粗糙摩擦力越大，物体表面越光滑摩擦力越小”。后来发现这个观点并不正确，当两个物体的接触面做得光滑到一定程度时，表面间的摩擦因数不是越来越小而是越来越大，此时两个相互接触的物体就像是被粘住一样难以分开。例如，在制作光学器件时，往往把两块光学镜片的接触面间做得非常光滑，使之直接接触形成一个整体，在光学工艺上被称作“光胶”，实际上没有任何胶，就是利用接触面间的光洁度粘住的；还有一种称之为“摩擦焊”的新工艺，对于两种不同材料的焊接，比如铝和不锈钢，由于材质的不同，热膨胀系数不同，很难用钎焊或氩弧焊来焊接，这时可以把两种材料通过摩擦使它们形成分子间的接触，从而由于分子间引力的作用使两种材料紧密结合起来，等于牢牢地把它们焊接起来。
摩擦力为什么有这种神奇的功效呢？这需要从摩擦力产生的机理来说明，根据现代摩擦力理论，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起。把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿)，超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶(如下图所示)，这时互相接触的两个物体之间距离变小，小到分子(原子)引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合。这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服原子(分子)间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。产生摩擦的真正原因在于接触面间的分子力作用，表面越光滑，接触越紧密，分子力的影响就越大，因而摩擦力也就越大。两个互相接触的表面会粘附得非常牢固时，摩擦力很大，会超过正压力，摩擦系数可以等于、大于1，甚至大到使两个物体结合为一个整体。在现代摩擦理论中，还加进了静电作用，光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。摩擦现象的机理实际是非常复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力实际是由电磁相互作用引起的。
于是我们明白了在接触面间没有光滑到以上所说的那种程度时，有“表面越光滑摩擦力越小”的特点，而在物体接触面间达到一定程度的光滑条件下，再光滑反倒是“表面越光滑摩擦力越大”。这种现象很符合中国古代哲学中的“物极必反”的思想，任何事物的原理都有一个限定范围，如果超出这个范围则会出现与事物原理相反的局面。摩擦力在一定的光滑程度内，“表面越光滑摩擦力越小”就是正确的，超出这个光滑程度就成了谬误。由此可见，我们对于事物的理解常常要借助于辩证唯物主义来检验，不能认为有绝对正确的真理，任何事物都是相对的，牛顿运动定律超出它的范围就不是真理而是谬误了。
任何事物中都蕴含着一定的哲学道理，物理学中的哲学道理更是数不胜数，就连生活中最常见的摩擦力也蕴含着不少哲理。
就拿摩擦力与物体表面的关系来说，过去人们通常有这样的观点：“正压力不变的情况下，物体表面越粗糙摩擦力越大，物体表面越光滑摩擦力越小”。后来发现这个观点并不正确，当两个物体的接触面做得光滑到一定程度时，表面间的摩擦因数不是越来越小而是越来越大，此时两个相互接触的物体就像是被粘住一样难以分开。例如，在制作光学器件时，往往把两块光学镜片的接触面间做得非常光滑，使之直接接触形成一个整体，在光学工艺上被称作“光胶”，实际上没有任何胶，就是利用接触面间的光洁度粘住的；还有一种称之为“摩擦焊”的新工艺，对于两种不同材料的焊接，比如铝和不锈钢，由于材质的不同，热膨胀系数不同，很难用钎焊或氩弧焊来焊接，这时可以把两种材料通过摩擦使它们形成分子间的接触，从而由于分子间引力的作用使两种材料紧密结合起来，等于牢牢地把它们焊接起来。
摩擦力为什么有这种神奇的功效呢？这需要从摩擦力产生的机理来说明，根据现代摩擦力理论，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起。把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿)，超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶(如下图所示)，这时互相接触的两个物体之间距离变小，小到分子(原子)引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合。这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服原子(分子)间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。产生摩擦的真正原因在于接触面间的分子力作用，表面越光滑，接触越紧密，分子力的影响就越大，因而摩擦力也就越大。两个互相接触的表面会粘附得非常牢固时，摩擦力很大，会超过正压力，摩擦系数可以等于、大于1，甚至大到使两个物体结合为一个整体。在现代摩擦理论中，还加进了静电作用，光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。摩擦现象的机理实际是非常复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力实际是由电磁相互作用引起的。
于是我们明白了在接触面间没有光滑到以上所说的那种程度时，有“表面越光滑摩擦力越小”的特点，而在物体接触面间达到一定程度的光滑条件下，再光滑反倒是“表面越光滑摩擦力越大”。这种现象很符合中国古代哲学中的“物极必反”的思想，任何事物的原理都有一个限定范围，如果超出这个范围则会出现与事物原理相反的局面。摩擦力在一定的光滑程度内，“表面越光滑摩擦力越小”就是正确的，超出这个光滑程度就成了谬误。由此可见，我们对于事物的理解常常要借助于辩证唯物主义来检验，不能认为有绝对正确的真理，任何事物都是相对的，牛顿运动定律超出它的范围就不是真理而是谬误了。
- 6楼网友：渡鹤影
- 2021-12-02 11:37
大家在接受一种错误的结论。
表面光滑摩擦力突然增大，只是说明在其他条件不变的情况下，吸附功增大，两表面的表面能增大，表现为阻力，这是分子机械理论里关于摩擦学的解释。但是并不是任何系统都存在这样的状态。这也足以解释楼主的问题。
摩擦是系统行为，这是从事摩擦学院士在前几年提出的三大定律之一。摩擦学是两接触表面或者三接触表面之间的行为，摩擦力的大小和所处的环境、摩擦配副材料、配副材料的表面特征有关。
初高中所接触的摩擦有关只是是古典的摩擦学，现已经被推翻。例如曾经提出的摩擦系数小于等于1，如今摩擦系数能大于1，有时候摩擦系数都能达到几百。
表面光滑摩擦力突然增大，只是说明在其他条件不变的情况下，吸附功增大，两表面的表面能增大，表现为阻力，这是分子机械理论里关于摩擦学的解释。但是并不是任何系统都存在这样的状态。这也足以解释楼主的问题。
摩擦是系统行为，这是从事摩擦学院士在前几年提出的三大定律之一。摩擦学是两接触表面或者三接触表面之间的行为，摩擦力的大小和所处的环境、摩擦配副材料、配副材料的表面特征有关。
初高中所接触的摩擦有关只是是古典的摩擦学，现已经被推翻。例如曾经提出的摩擦系数小于等于1，如今摩擦系数能大于1，有时候摩擦系数都能达到几百。
参考资料：本人从事摩擦学研究
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