浅谈摩擦力的产生机制及常见疑问解释
樊卫丰
当相互接触的两个物体，存在相对运动或相对运动的趋势时，它们之间就会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就是摩擦力.摩擦力时刻存在于我们周围，也时刻影响着我们的生活，故15世纪人们就开始研究摩擦力，也形成了三种不同的关于摩擦力产生的理论：机械啮合理论、黏着理论、分子作用理论.
1.机械啮合理论：当两物体相互接触挤压时，由于接触面间并不完全光滑，形成“犬牙交错”的部分，如图1所示，于是当有相对运动或相对运动趋势时，相互接触的部分就会断裂、磨损从而形成一种阻碍，这种阻碍就是摩擦力.
2.黏着理论：物体间相互接触挤压时，由于实际接触面积比表观面积小得多，故接触面材料的分子间压强很大，使接触材料发生非弹性形变，从而接触的分子间会形成化学键，产生黏着力，此黏着力会阻碍物体间的相对运动，宏观上就表现为摩擦力.
3.分子作用理论：19世纪30年代末分子作用理论有了很大的进步，我们知道物体是由大量的分子组成的，分子之间会存在相互作用的吸引力与排斥力，当分子间距离r等于平衡距离ro时，分子力即分子间吸引力与排斥力的合力等于零，当r>ro时分子力表现为吸引力，当r
我们用以上理论解释常见的疑问.
疑问1.为什么滑动摩擦力与“正压力”成正比，与“接触面积”无关？
答：由于材料实际接触面积远小于表观接触面积，研究表明实际接触面积约为表观接触面积的万分之一，当正压力增大时，材料间的实际接触面积会大大增加，会有更多的“犬牙交错”部分、会形成更多的化学键、产生相互作用力的分子会更多，故摩擦力会随着压力的增加而增加.从摩擦力的产生原因看摩擦力的大小与实际接触面积有关，与表观面积无关，而我们常说的“接触面积”是指表观面积.
疑问2.为什么最大静摩擦力会略大于滑动摩擦力？
答：此问题我们从“机械啮合理论”和“黏着理论”来解释.
（1）“机械啮合理论”的解释——把接触的表面想象成有很多“犬牙交错”部分，两面间的“犬牙交错”部分是摩擦力来源之一.当两者相对静止时，相互咬合很紧密，此时静摩擦力就较大；当两者相对滑动时，“犬牙交错”部分会被磨平，咬合部分会变浅，此时滑动摩擦力会变小，所以滑动摩擦力会比静摩擦力大.
（2）“黏着理论”——相对静止的接触面间的分子有较长的时间相互靠近，因此相互间有较强分子力的分子数目也会较多，所以静摩擦力也会较大.而相对运动的分子间由于分子接触的时间较短，所以有较强分子力的分子数目会少一点，所以静摩擦力会略大于滑动摩擦力.
疑问3.为什么表面很光滑的材料之间的摩擦力不会减小反而增大
答：根据“黏着理论”当两个表面的分子互相进入彼此的分子力作用范围时，就会形成化学键，分子之间就会有较强的电磁相互作用，宏观上就显示为摩擦力.而超精加T的物体表面接触时就会比常规表面接触时有更多的分子进入彼此的分子力的作用范围，就会形成更多的化学键，产生更强的相互作用，宏观上表现的摩擦力也就更大了.
疑问4.摩擦力为什么总是阻碍相对运动或相对运动的趋势
答：根据“机械啮合理论”当两物体表面间有相对运动或相对运动的趋势时，“犬牙交错”的部分会产生作用力，此作用力与相对运动或相对运动的趋势方向相反，故摩擦力就与相对运动或相对运动趋势的方向相反.我们也可以根据“分子作用理论”来解释，分子之间会有个平衡位置，当分子之间距离小于平衡距离时分子力就表现为斥力，此时分子之间再靠近分子力就会阻碍它们靠近.当分子之间的距离大于平衡的距离时分子力表现为吸引力，此时分子之间再远离吸引力就会阻碍它们远离，所以在宏观上就变现为摩擦力阻碍相对运动或相对运动的趋势，
疑问5.静摩擦力为什么不会产生内能，而滑动摩擦力会有内能产生？
答：根据分子动理论，当分子热运动加剧时物体的内能就会增加.“黏合理论”告诉我们静摩擦力作用的物体之间，接触材料表面的分子会形成化学键，分子由于被化学键牢牢地束缚着，所以分子热运动不会加剧，内能也就不会增加.而滑动摩擦力作用的物体之间，接触面材料的分子之间的化学键会断裂，化学键断裂以后的分子就会产生剧烈振动，导致分子热运动加剧，因此物体的内能就会增加，宏观上就表现为摩擦生热.
虽然摩擦力就发生在我们身边，时时刻刻影响我们的生活，人们对摩擦力的研究也较早，但是对摩擦力产生机制的研究还在不断的深入过程中.
当相互接触的两个物体，存在相对运动或相对运动的趋势时，它们之间就会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就是摩擦力.摩擦力时刻存在于我们周围，也时刻影响着我们的生活，故15世纪人们就开始研究摩擦力，也形成了三种不同的关于摩擦力产生的理论：机械啮合理论、黏着理论、分子作用理论.
1.机械啮合理论：当两物体相互接触挤压时，由于接触面间并不完全光滑，形成“犬牙交错”的部分，如图1所示，于是当有相对运动或相对运动趋势时，相互接触的部分就会断裂、磨损从而形成一种阻碍，这种阻碍就是摩擦力.
2.黏着理论：物体间相互接触挤压时，由于实际接触面积比表观面积小得多，故接触面材料的分子间压强很大，使接触材料发生非弹性形变，从而接触的分子间会形成化学键，产生黏着力，此黏着力会阻碍物体间的相对运动，宏观上就表现为摩擦力.
3.分子作用理论：19世纪30年代末分子作用理论有了很大的进步，我们知道物体是由大量的分子组成的，分子之间会存在相互作用的吸引力与排斥力，当分子间距离r等于平衡距离ro时，分子力即分子间吸引力与排斥力的合力等于零，当r>ro时分子力表现为吸引力，当r
我们用以上理论解释常见的疑问.
疑问1.为什么滑动摩擦力与“正压力”成正比，与“接触面积”无关？
答：由于材料实际接触面积远小于表观接触面积，研究表明实际接触面积约为表观接触面积的万分之一，当正压力增大时，材料间的实际接触面积会大大增加，会有更多的“犬牙交错”部分、会形成更多的化学键、产生相互作用力的分子会更多，故摩擦力会随着压力的增加而增加.从摩擦力的产生原因看摩擦力的大小与实际接触面积有关，与表观面积无关，而我们常说的“接触面积”是指表观面积.
疑问2.为什么最大静摩擦力会略大于滑动摩擦力？
答：此问题我们从“机械啮合理论”和“黏着理论”来解释.
（1）“机械啮合理论”的解释——把接触的表面想象成有很多“犬牙交错”部分，两面间的“犬牙交错”部分是摩擦力来源之一.当两者相对静止时，相互咬合很紧密，此时静摩擦力就较大；当两者相对滑动时，“犬牙交错”部分会被磨平，咬合部分会变浅，此时滑动摩擦力会变小，所以滑动摩擦力会比静摩擦力大.
（2）“黏着理论”——相对静止的接触面间的分子有较长的时间相互靠近，因此相互间有较强分子力的分子数目也会较多，所以静摩擦力也会较大.而相对运动的分子间由于分子接触的时间较短，所以有较强分子力的分子数目会少一点，所以静摩擦力会略大于滑动摩擦力.
疑问3.为什么表面很光滑的材料之间的摩擦力不会减小反而增大
答：根据“黏着理论”当两个表面的分子互相进入彼此的分子力作用范围时，就会形成化学键，分子之间就会有较强的电磁相互作用，宏观上就显示为摩擦力.而超精加T的物体表面接触时就会比常规表面接触时有更多的分子进入彼此的分子力的作用范围，就会形成更多的化学键，产生更强的相互作用，宏观上表现的摩擦力也就更大了.
疑问4.摩擦力为什么总是阻碍相对运动或相对运动的趋势
答：根据“机械啮合理论”当两物体表面间有相对运动或相对运动的趋势时，“犬牙交错”的部分会产生作用力，此作用力与相对运动或相对运动的趋势方向相反，故摩擦力就与相对运动或相对运动趋势的方向相反.我们也可以根据“分子作用理论”来解释，分子之间会有个平衡位置，当分子之间距离小于平衡距离时分子力就表现为斥力，此时分子之间再靠近分子力就会阻碍它们靠近.当分子之间的距离大于平衡的距离时分子力表现为吸引力，此时分子之间再远离吸引力就会阻碍它们远离，所以在宏观上就变现为摩擦力阻碍相对运动或相对运动的趋势，
疑问5.静摩擦力为什么不会产生内能，而滑动摩擦力会有内能产生？
答：根据分子动理论，当分子热运动加剧时物体的内能就会增加.“黏合理论”告诉我们静摩擦力作用的物体之间，接触材料表面的分子会形成化学键，分子由于被化学键牢牢地束缚着，所以分子热运动不会加剧，内能也就不会增加.而滑动摩擦力作用的物体之间，接触面材料的分子之间的化学键会断裂，化学键断裂以后的分子就会产生剧烈振动，导致分子热运动加剧，因此物体的内能就会增加，宏观上就表现为摩擦生热.
虽然摩擦力就发生在我们身边，时时刻刻影响我们的生活，人们对摩擦力的研究也较早，但是对摩擦力产生机制的研究还在不断的深入过程中.
