[科普中国]-滑动摩擦力

当两物体产生相对滑动（或有相对滑动趋势）时，则在接触间将产生阻碍物体滑动的力，这种力称为滑动摩擦力，简称摩擦力。摩擦力作用在物体的接触面上，其方向与滑动的方向（或相对滑动趋势的方向）相反。

按接触面之间是否有相对运动存在，滑动摩擦力可分为静滑动摩擦力和动滑动摩擦力两类。1

产生条件①两物体接触面粗糙

②两个物体互相间有挤压

③物体间有相对运动

大小①接触面粗糙程度相同的情况下，滑动摩擦力的大小f跟正压力成正比：f=μN（μ为****动摩擦因数）

②物体所受压力相同情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大

③滑动摩擦力的大小比最大静摩擦力fmax略小。通常的计算中可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

注：一定范围内滑动摩擦力与接触面积无关；滑动摩擦力和物体运动速度无关

方向总是跟接触面相切，并且跟物体与相对运动方向相反2。所谓相对，仍是以施加摩擦力的施力物体为参考系的。

分类1、静滑动摩擦力

重为WA的物体放在粗糙的水平面上．通过绳索与托盘相连，固定固定面对物体A的约束反力有法向反力FN与切向静滑动摩擦力FS。

当盘中无砝码时（盘自重不计），由物块的平衡可知：FS=FT=W=0。逐渐增加盘中砝码的重量，但不超过某一极限值W0时，有Fs=W;当砝码重量达到极限值W0时，物块将处于临界平衡状态．即处于将要滑动但尚未滑动的平衡状态，这时静滑动摩擦力达到最大值FS=FSmax=W0，若再增加砝码的重量，摩擦力不再增加，物块开始滑动，从而失去平衡。由此可知：一方面，静摩擦力的数值随主动力的变化而改变，其方向与物体运动趋势的方向相反；另一方面，摩擦力的数值不随主动力的增大而无限增大，而是不能超过某一个极限值，这个极限值称为最大静摩擦力，记为FSmax。于是，静滑动摩擦力的取值范围是：

0≤Fs≤FSmax

最大静摩擦力的取值满足摩擦定律：临界平衡状态时，静摩擦力达到最大值，其大小与物体问的法向反力成正比，其方向与物体的滑动趋势方向相反。其数学表达式为：

FSmax=fs·FN

这是一个近似的实验定律，其中fs称为静滑动摩擦因素，它是反映摩擦表面物理性质的一个比例常数，其数值与相互接触物体的材料、接触表面的粗糙度、湿度、温度等因素有关，而与接触面面积的大小无关。

2、动滑动摩擦力

当物体已经滑动时，接触面上作用有阻碍相对滑动的动滑动摩擦力，在数值上它也与接触面的法向反力成正比，即：

F=f·FN

其中，f是动滑动摩擦因素。它除了与接触表面的物理性质有关外，还与物体的相对滑动速度有关，一般速度增大，f将略减小，且趋于一个极限值，而在工程应用中常把f作为常数。3

性质◆静滑动摩擦力FS 的方向与滑动趋势相反，大小由平衡条件确定；

◆静滑动摩擦力的大小是一个变值，即 0≤FS ≤Fmax （物体平衡范围）；

◆只有当物体处于将动未动的平衡临界状态时，静动摩擦力FS 达到最大值，即FS =Fmax=f·FN

其中：

f — 静滑动摩擦系数（无名数）；

FN— 法向反力（一般也由平衡条件决定）。

动滑动摩擦力：当物体具有相对滑动时，产生的摩擦力，称为动滑动摩擦力。动滑动摩擦力一般用FD表示，FD=FN 其中：

FN— 法向反力；

f ' — 动滑动摩擦系数。

工程实际中，因为f '与f 相差不大，故认为f '≈f 。

本词条内容贡献者为:

李健 - 副教授 - 重庆邮电大学