摘要：本文从磨擦形成的微观机制对磨擦力的形成缘由进行了分析，明晰了磨擦力形成的条件并对磨擦力做功的特征进行了讨论。
关键词：磨擦力、做功
一、摩擦力
磨擦力是热学范围内三类力中最复杂、分析难度最大的一种力，许多教科书都没有讨论其特点及内在机制。磨擦力属于接触力，其特点取决于互相作用的两物体的状态而不是单个物体。互相作用的两物体运动状态的不同促使磨擦力具有不同的表现规律，故而有静磨擦力、相对滑动磨擦力以及滚动磨擦力之分。宏观上，静磨擦比起滑动磨擦要复杂，估算的方式也不同：前者形成于物体间早已发生相对运动的条件下，而后者则是仅在物体间发生相对运动趋势时便已形成；前者可简单由公式直接估算，后者则难以直接估算而是利使劲的平衡条件进行间接估算。在实例应用中后者的隐蔽性和难度都更大一些。滑动磨擦力的起因，从内在机制剖析是物体在互相挤压时，少数突起点的互相接触在起主要作用，但是所有那些接触面积加上去只是物体表观接触面积的几百分之一到几万分之一。因而摩擦力做功的公式初中，在物体突起的接触点上的浮力可以达到十分大，以至于形成塑性形变，致使各突起点被压成平顶。这时在接触点处，两分子间的距离早已小到分子引力的作用范围，于是两个紧压着的接触面上就形成了分子性的黏合。与此同时接触面还伴随着弹性形变，在静磨擦情况下其静磨擦力应当等于接触点的弹性剪切力。假如要使两物体沿接触面发生相对滑动，就必定拉断黏合部，于是便形成了滑动磨擦。费曼对磨擦力形成机制曾有这样一段描述：从原子情况来看，互相接触的两个表面是不平整的。它们有许多接触点，在这种接触点上，原子似乎黏结在一起。于是当我们带动一个正在滑动的物体时，原子啪的一下分开，继而发生震动，所发生的情况大致这么。在过去，把这些磨擦的机理想像得十分简单，表面只不过是凸凹不平的形状，磨擦起因于抬升滑动体跨过凸出部份。并且这样是不可能的，由于在这些过程中不会有能量损失，而实际上是要消耗动力的，动力损耗的机理是当滑动体撞击凸出部分时，凸起部份便发生形变，接着在两个物体中形成波和原子运动———产生热。
二、摩擦力做功的特性及剖析
关于磨擦力做功，人们常会出现以下几种模糊认识：滑动磨擦力和滚动磨擦力总是制约物体的运动，磨擦力使系统总机械能降低，故磨擦力称为耗散力，所以滑动磨擦力和滚动磨擦力一定做负功；而静磨擦力一定不做“功”；磨擦力所做功一定全部消耗在形成热量的过程中；系统内一对摩擦力是作用与反作用关系，所以系统内一对磨擦力所做的总功一定为零。本文剖析研究了静磨擦力和滑动磨擦力对物体做功的情况及能量转化的情况：
(1)静磨擦力做功的特征：静磨擦力可以对物体做正功、负功、或者不做功。一对互相作用的静磨擦力对系统所做的功的代数和为零，即静磨擦力做功的过程中，只有机械能的转移，而没有机械能跟其它方式能量的转化。
(2)滑动磨擦力做功的特征：滑动磨擦力可以对物体做正功、负功、或者不做功。假如一对互相作用的滑动磨擦力对系统所做的功的代数和为负值，这么滑动磨擦力做功的过程中，除了有机械能的转移过程，还有机械能转化为内能的过程。转化为内能的那部份能量等于磨擦力和两物体间相对位移的乘积的大小。视角的不同对磨擦力做功的认识也会有所不同，如发生同一磨擦风波中，以单个磨擦力为视点在不同的参照系下磨擦力可以作正功，作负功或不做功，如站在相对运动(即物体互为参照系)的角度磨擦力将绝对做负功；但若果以一对磨擦力为视点其做功则与参照系无关，且总功恒大于零。在忽视的磨擦影响条件下，即便系统动能的损失全部来自一对磨擦力做负功的贡献。磨擦力是耗散力属非保守力，磨擦力做功除了与其初始和中止位置有关且与路径有关。由于一对静磨擦力的总功为零，故静磨擦力做功不能使系统的机械能向非机械能转化，故耗散力指的是动磨擦力。
磨擦力做功与磨擦生热的因果关系我们可以这样剖析：因为一个力做功的量度与参照系的选择有关，所以一个磨擦力做功的多少也与参照系的选择有关。因而,对同一物体客观的在某滑动磨擦力作用下的运动过程，一个参照系中滑动磨擦力的做功可以为零而在另一参照系却可以不为零，静磨擦力在一定的参照系中做功也可以不为零。而磨擦所生热量的多少是不会随参照系的不同选择而发生变化的，在静磨擦作用下是不会生热的。因而作为外力的滑动磨擦力的做功与生热是没有因果关系的，而滑动磨擦生热的缘由就是滑动磨擦本身。实际上，因为滑动磨擦力对系统的作用是可以形成多种能量效应的：除了可以使系统动能降低(或降低)，可以使系统内能降低，还可以形成声能，电磁能，物理能等等。磨擦力做功只是滑动磨擦的多种能量效应之一摩擦力做功的公式初中，是使系统动能降低(或降低)的量度。其实，不能将滑动磨擦的一种能量效应的量度方法作为其他的能量效应形成的缘由。
三、结论
磨擦力机制十分复杂，从内在机制剖析，少数突起点的互相接触是造成磨擦的主要缘由，主要表现为接触面上形成了分子或原子性的黏合和接触部弹性形变的剪切挠度，而静磨擦力应当就等于接触点的弹性剪切力。静磨擦力和滑动磨擦力二者都可以对物体做正功、负功或则不做功。