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科学原理：滑动摩擦力
（图片来源：pixabay）
你喜欢溜冰吗？如果你曾有过穿着冰刀鞋在光滑的冰面上快速滑行的经历，一定会对运动的顺滑感和巧妙寻找平衡的过程难以忘怀。而同属于冰上运动的花样滑冰，更是带给我们美的享受。
如果我问你，为什么在冰上的运动会如此顺滑？你或许会脱口而出，因为摩擦力小呀！这个答案没错，不过，你未必知道事情的全部。
摩擦力是两个物体表面接触时，由于挤压而产生的阻碍彼此相互运动的力。对于滑冰的过程而言，冰刀相对于冰面向前运动，所以冰面会阻碍冰刀运动，产生向后的摩擦力。这只是摩擦力的一种形式，发生于相对滑动的表面之间，所以叫做“滑动摩擦力”。当这样的滑动发生在不同物体之间，产生的摩擦力大小也不同。比如，当你穿着冰刀鞋站在操场跑道上，就很难自如地滑行。这是因为跑道的表面比冰面粗糙地多，在你运动时会对你产生更大的阻力。物理学家用摩擦系数这个物理量来描述物体的粗糙程度，这个值越大，意味着物体表面越粗糙，相同情况下将会产生更大的摩擦力。
冰面很光滑，金属制成的冰刀鞋表面也很光滑。二者的摩擦系数都很小，这便是你在滑冰时感觉畅通无阻的原因之一。
现在，假如你和爸爸一起滑冰，你们在滑行时受到来自冰面的摩擦力是一样大的吗？事实是，爸爸受到的摩擦力更大。这是因为滑动摩擦力的大小还和接触面垂直方向的压力大小成正比。爸爸的体重更重，对冰面的压力更大，冰面对他的摩擦力也就更大。
这还不是滑冰全部的秘密。当你滑冰的时候，冰刀划过冰面。在这个过程中会产生热量，也就是我们常说的摩擦生热。于是，在与冰刀接触的部位局部温度升高，冰融化成水。这些水起到了润滑剂的作用，进一步减小了冰面所产生的摩擦力。这些在运动的过程中变出的润滑剂，带给了速滑选手更快的速度、花样滑冰运动员流畅的旋转，不过也可能让你一不留神就摔一跤。另一项有趣的冰上运动——冰壶，同样利用了这个原理。不知道你是否注意到电视中冰壶比赛时，有很多人在冰壶前面刷来刷去，这是因为，当运动选手用冰刷摩擦冰面时，融化所产生的水膜有利于冰壶向前滑行更远的距离。
不光是冰上运动，摩擦力与我们生活中的每一次运动都息息相关。冰面上的运动是用利用更小的摩擦力获得更快的速度；我们在寒冷的冬天搓手，是利用摩擦生热带来的温暖。不过，有时，我们需要人为地调整摩擦力，让它发挥更合适的作用。比如，大型机械齿轮间常会添加润滑油，这就是在主动减小摩擦力，来让机械运动更顺畅，同时减小摩擦生热带来的能量损失；抬起脚看看鞋底，你会发现各式花纹，如果你穿的是一双足球鞋，更是能看到间隔排列的，如同门钉一样的凸起。这些例子都是在主动增大摩擦力，让我们的运动多一点“阻碍”，方便我们更稳当地奔跑跳跃。
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