牵引力就是摩擦力吗？

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1、牵引力就是摩擦力吗？　牵引力一词在中学、中专物理教学中常常提到，是指汽车、机车等本身向前的动力．课本中多次提到牵引力使汽车产生的加速度；牵引力对汽车所做的功等问题．一些参考书在解释牵引力时总把它说成是摩擦力；或模糊地使人容易理解为牵引力就是摩擦力（如中学物理甲种本25页：“汽车的发动机驱动后轮转动，由于轮胎和地面间有摩擦……牵引力就是这样产生的．”）．牵引力就是摩擦力吗？笔者认为汽车的牵引力应有两方面的作用：（1）从汽车速度的改变看它是产生加速度的原因；（2）从汽车动能的改变看牵引力是对汽车做功的动力．

2、即牵引力是以产生加速度和做功为效果而命名的等效力．1汽车加速度的根本原因牵引力是如何产生汽车加速度的呢？为研究方便，又不失一般情况，假定汽车水平运动，车轮做无滑动的滚动，略去滚动摩擦．汽车发动机对后轮作用一驱动力矩l，每个轮子的转动惯量为i，其半径为r，汽车的总质量为m，把汽车看成由前轮、车身、后轮三部分组成．后轮：由于受到发动机的驱动力矩l的作用，使后轮与地面的接触处a点相对地面有向后的运动趋势，地面对它的摩擦力f后向前，同时后轮的转轴对车身有向前的推力f后，车身对后轮的反作用力为f′后．如车身的加速

3、度为a，因为车轮做无滑动的滚动，所以后轮的角加速度为f后-f′后=m后轮a．（如图1）前轮：前轮轮轴受到车身对它的向前推力f前，使它与地面的接触点处相对地面有向前运动趋势，地面对它施以向后的摩擦力，可列方程f前r=2iβ，f前-f前=m前轮a．（如图2）车身：由后轮对它的推力f后，和前轮对它的反作用力f′前，得f后-f′前=m车身a．（如图3）联列方程：f后-f′前=m车身a，（1）f后-f′后=m后轮a，（2）f前-f前=m前轮a，（3）且f前=f′前、f后=f′后，解得：f后-f前=（m车身+m前轮

4、+m后轮）a=ma，（6）合摩擦力产生，也就是说摩擦力是汽车加速度的直接原因，但由（7）式（f后-f前）∝l，可以看到，合摩擦力正比于发动机所施驱动力矩．车轮之所以有摩擦力是因为有驱动力矩l，如果没有驱动力矩，汽车甚至连运动趋势也没有，更无摩擦力可谈，汽车岂能产生加速度？因此汽车产生加速度的根本原因是发动机所施的驱动力矩l．2对汽车做功的作用力汽车从低速到高速，动能增加需要牵引力对它做功．从能量转化看，汽车总动能的增加是其它能量转化来的，水平道路虽然给车轮以摩擦力，但却无能量转化给汽车，只有发动机通过消

5、耗汽油变化学能为汽车的动能．从质于汽车的内力和外力做功之和．这里汽车外力只有水平方向的摩擦力，在竖直方向上合外力为零．因车轮做无滑动的滚动，车轮与地面的接触点a、b为转动瞬心，即a、b点的速度va=vb=0，汽车所受摩擦力为静摩擦力，故这里摩擦力对汽车不做功，只有内力对汽车做功．3牵引力的本质既然摩擦力对汽车不做功，物理课本又要求回答牵引力做功的问题，显然牵引力就是摩擦力的说法是不对的；如果把牵引力看作内力，但在回答牵引力对汽车产生加速度的问题时，内力又不能产生加速度，只有摩擦力才产生加速度，这里是个矛

6、盾．笔者认为要回答牵引力到底是什么，必须从它实际产生的加速度和做功两个效果来分析，那么牵引力就是使汽车产生加速度和对汽车做功的等效力．它是内力和外力的综合作用结果，它既包含内力也包含外力，不应该考虑成非此即彼的关系，牵引力具有内力和摩擦力的双重性．汽车产生加速度的直接原因是摩擦力，但根本原因是内力，没有发动机内力提供力矩就产生不了摩擦力，也就无加速度；反过来只有驱动力矩，地面不足以提供摩擦力（如摩擦因数过小），汽车就打滑，不能把内力全部转变成产生汽车加速度的力．同样，对汽车动能变化来说，虽然摩擦力不做功

7、，但它能帮助在内力作用下的车轮滚动前进，使内力对车身做功，如果摩擦力不足，车轮打滑，只能使轮子转速提高，不能使汽车整体动能增加．综上所述，产生汽车牵引力的内因是发动机所施的内力，外因是地面对汽车的静摩擦力，这两个因素的共同作用才有了牵引力，汽车的内力通过摩擦力起作用，使汽车加速和增加动能，这就是牵引力的本质．没有内力作用就没摩擦力，也就没有牵引力；有内力作用，没有摩擦力或只有较小的摩擦力，也不会有牵引力或只有较小的牵引力．4牵引力的大小和相关物理量牵引力作为一种等效力，要回答其大小，就应从它的作用效果来

8、看：当考虑加速度时，内力不起作用，牵引力等于摩擦力，即f牵=f后-f前=ma；当考虑作功时，摩擦力不起作用，牵引力等于内力，即f牵=f内（把汽车做功在中学物理和中专物理中，除汽车有牵引力问题外，人划船、人走路、人骑车……都有内力通过水的反作用力或地面对人的摩擦力，对船或对人或对自行车产生“牵引力”．由于对中学生不涉及内力，故要避开牵引力的细节、不要讲牵引力的来源．把牵引力当成外力来处理，作用点画在重心上即可。在计算牵引力产生的加速度时，直接