摩擦力從哪裡來？這個問題讓科學家愁了幾百年

物理題中，常會有這樣一個（濫俗的）場景：地面上放了一個箱子，小明不知出於什麼動機非要把它拉走。箱子受到幾個力的作用：

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地球在下面吸引它，於是有了向下的重力；

地面朝上支持它，於是有了朝上的支持力；

小明向左拉它，於是還有個向左的拉力。

以及，由於箱子的下表面接觸了地面，於是有了個水平向右的滑動摩擦力（即使箱子未被拉動，只要有向左運動的趨勢，依然受水平向右的靜摩擦力。）！

最後這句話，單獨看上去也許並不奇怪，但跟上面的句式比較起來，就顯得有些詭異了。摩擦力有什麼「特異功能」，它從何而來，為什麼它的方向平行於接觸面？

對摩擦力來源的研究始於15世紀歐洲的文藝復興時期，當時的代表人物是義大利的達·芬奇；到了18世紀末期，法國的物理學家庫侖通過大量的實驗研究了摩擦力。這段時期，人們大都認為，物體之間之所以存在摩擦力，是由於相互接觸的兩物體的接觸面是粗糙的，這一理論就是「凹凸說」。

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如上圖所示，其中一個物體的表面A和另一個物體的表面B都是像鋸齒一樣凹凸不平的，兩個物體接觸時，如果兩者有相對運動（或者有運動趨勢）時，這些「鋸齒」就會阻礙物體水平方向上的相對運動，而接觸面的粗糙度越大，摩擦力就越大，其對運動物體的阻礙效果就越明顯。凹凸說是一種直觀明了的解釋，可以很好地解釋我們生活中遇到的現象。比如說，平時我們可以在路面上穩穩地行走，但如果冬天路面結冰，表面變得太過光滑，走上去就很容易滑倒。

按照凹凸說的解釋，似乎表面越光滑，物體之間的摩擦力就越小。不過，「分子說」並不這麼認為。1734年，英國物理學家德薩古利埃曾預言，只要把平面無止境地研磨得很光滑，由於分子間存在相互吸引力，摩擦力遲早會增大的。這種少數派的說法和「凹凸說」相矛盾，而且由於當時科技不發達，無法把物體表面研磨得很光滑，因此「分子說」一直沒有得到證實。

進入20世紀，隨著表面加工和潔凈技術的發展，英國科學家哈迪用實驗證明了德薩古利埃的預言，並在「分子說」的基礎上形成「現代粘合說」，該理論認為摩擦力實際上是分子-原子力的宏觀表現。被打磨過的表面看似很光滑，但用精密儀器仍能檢測到表面上存在很多小凸起。兩個接觸面受壓時，其實大部分面積都沒有接觸，只是這些小凸起被壓緊併產生粘連，其物理本質是分子的凝聚力，摩擦力就是從水平方向拉開這些粘連點的阻力。

不過，現代粘合說也並沒有解決關於摩擦力的所有問題，相關的研究仍在進行中。到現在為止，我們還只揭示了摩擦力的冰山一角。

知識點物理八年級下

相互接觸的物體發生相對滑動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，稱為滑動摩擦力。

相互接觸的物體即使相對靜止，只要它們之間有相對運動趨勢，在接觸面上也會產生一種阻礙相對運動趨勢的摩擦力，稱為靜摩擦力。

編輯：張帥琰

少年編委：曹淑然、王曉佳

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