摩擦力影响物体的滑动。我们天天看见物体滑动。车子在马路上刹车。小朋友在滑梯上玩耍。这些都有摩擦力。摩擦力很常见。摩擦力很重要。我们做了一个实验。我们想看看摩擦力的大小怎么变化。

实验需要一些材料。一块长木板。几本厚书。一个小木块。一个弹簧测力计。几张砂纸。一些毛巾布。一些润滑油。这些东西家里容易找到。实验方法很简单。我们用书把木板一头垫高。木板变成一个斜面。斜面可以调节坡度。我们把小木块放在斜面上。我们用弹簧测力计拉着木块。我们让木块在斜面匀速向上滑动。这时测力计的读数就是摩擦力的大小。我们记录这个数字。

我们首先改变斜面坡度。坡度很小的时候木块不动。摩擦力拉着木块。摩擦力比下滑力大。我们慢慢增大坡度。木块开始滑动。我们拉着它匀速向上。测力计显示一个数字。坡度变大。测力计的数字也变大。摩擦力变大了。坡度越大物体下滑力量越大。需要的拉力也越大。摩擦力跟着变大。我们记录不同坡度下的拉力。我们画了一个图。横坐标是坡度。纵坐标是拉力。图上的线向上走。坡度增加摩擦力增加。

我们接着改变接触面。我们在木板上铺砂纸。砂纸很粗糙。我们放上小木块。用同样的坡度。我们用测力计拉木块。测力计的数字很大。摩擦力很大。粗糙的表面让摩擦变大。我们换上毛巾布。毛巾布也比较粗糙。测力计的数字还是很大。我们换上光滑的木板面。测力计的数字变小了。我们最后涂上润滑油。测力计的数字变得非常小。几乎拉不动了。润滑油让摩擦变得很小。接触面光滑摩擦小。接触面粗糙摩擦大。

我们改变木块的重量。我们在木块上加铁块。木块变重了。我们用同样的斜面同样的表面。我们拉木块匀速向上。测力计的数字变大了。木块重了摩擦大了。我们减轻木块重量。拿掉铁块。测力计的数字变小了。重量轻了摩擦小了。重量和摩擦力有关系。重量越大摩擦越大。重量越小摩擦越小。这个关系差不多是成比例的。重量增加一倍摩擦也增加差不多一倍。

我们思考这些现象的原因。摩擦来自接触面。两个面接触不是完全光滑的。放大看有很多凹凸。一个面的凸起卡进另一个面的凹坑。滑动的时候要爬过这些凹凸。这就产生了阻力。接触面越粗糙凹凸越大。爬过去越费劲。摩擦就越大。接触面光滑凹凸小。爬过去容易。摩擦就小。润滑油填平了凹凸。两个面不直接接触。摩擦就变得非常小。

重量为什么影响摩擦。木块压在斜面上。重量越大压得越紧。两个面的凹凸咬合得更深。滑动时更难爬过去。摩擦就大。重量小压得轻。凹凸咬合浅。滑动容易。摩擦就小。这个压力是垂直作用在接触面的。

我们的实验验证了这些想法。实验数据和我们的观察一致。实验告诉我们控制摩擦的方法。想减小摩擦就让表面光滑。想减小摩擦就加润滑油。想减小摩擦就减轻重量。想增大摩擦就让表面粗糙。想增大摩擦就增加重量。这些知识很有用。汽车轮胎有很深的花纹。花纹让表面粗糙。刹车时摩擦大。车停得快。冰面上走路容易滑倒。冰面很光滑。摩擦小。我们穿鞋底有花纹的鞋。花纹增大摩擦。走路安全。机器里转动的轴要加润滑油。润滑油减小摩擦。机器不容易发热。机器用得久。

这个实验用了简单的东西。长木板和书做斜面。小木块当滑块。弹簧测力计测量力。砂纸毛巾布改变表面。实验步骤容易操作。实验结果清楚明白。摩擦力的大小和什么有关系。和接触面粗糙程度有关系。和物体重量有关系。和表面材料有关系。我们的生活里到处是摩擦。我们走路靠摩擦。我们拿东西靠摩擦。车子开动靠摩擦。没有摩擦世界会乱套。我们站在地上会滑倒。东西抓不住。车子刹不住。理解摩擦帮助我们生活。理解摩擦帮助我们发明。

实验有需要注意的地方。拉木块时要匀速。匀速时拉力才等于摩擦力。读数要看准。弹簧测力计要平着拉。歪了读数不准。同一个实验多做几次。取平均数更可靠。改变一个条件时其他条件要保持不变。看重量影响时表面和坡度不变。看表面影响时重量和坡度不变。这样结果才正确。

我们通过动手知道了摩擦的规律。书本上的知识变成了手上的感觉。我们看到数字的变化。我们感到拉力的不同。知识变得实在了。学习变得有趣了。物理就在我们身边。一个木板一个小木块就能探索世界。