高中物理摩擦力題型專項(xiàng)訓(xùn)練摩擦力，這個(gè)貫穿整個(gè)力學(xué)乃至電磁學(xué)部分的“老朋友”，既是解決許多物理問題的關(guān)鍵，也常常是同學(xué)們解題時(shí)的“攔路虎”。它不像重力、彈力那樣“顯而易見”，其大小和方向的判斷往往需要更細(xì)致的分析和更深刻的理解。本文旨在通過對(duì)摩擦力核心概念的梳理，結(jié)合常見題型的深度剖析，幫助同學(xué)們掌握摩擦力問題的解題思路與技巧，真正做到舉一反三，游刃有余。一、摩擦力核心概念回顧與深化在進(jìn)入題型訓(xùn)練之前，我們必須首先確保對(duì)摩擦力的基本概念有清晰且準(zhǔn)確的把握，這是解決一切復(fù)雜問題的基石。1.1摩擦力的產(chǎn)生條件摩擦力產(chǎn)生于兩個(gè)相互接觸的物體之間，且必須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：1.接觸面粗糙：絕對(duì)光滑的表面（在中學(xué)物理模型中有時(shí)會(huì)遇到）不存在摩擦力。這里的“粗糙”是相對(duì)的，是摩擦力產(chǎn)生的必要條件。2.存在彈力（正壓力）：兩個(gè)物體之間必須相互擠壓，存在垂直于接觸面的彈力。沒有擠壓，就沒有摩擦力。3.有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)：這是摩擦力產(chǎn)生的直接原因?！跋鄬?duì)”二字是理解摩擦力的核心，指的是研究對(duì)象相對(duì)于其接觸的物體而言，而非相對(duì)于地面或其他參考系。1.2靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的比較類型定義產(chǎn)生條件（在上述三條件基礎(chǔ)上）大小特點(diǎn)方向:---------:-------------------------------------:------------------------------------:-----------------------------------------------------------------------:-----------------------------------------**靜摩擦力(f?)**物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)被動(dòng)力，取值范圍：0<f?≤f????，其中f????=μ?N(μ?為靜摩擦因數(shù))與接觸面相切，與**相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向**相反**滑動(dòng)摩擦力(f?)**物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力有相對(duì)滑動(dòng)主動(dòng)力（一旦產(chǎn)生，大小由公式?jīng)Q定），f?=μ?N(μ?為動(dòng)摩擦因數(shù))與接觸面相切，與**相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向**相反**滾動(dòng)摩擦**物體滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻礙滾動(dòng)的力（中學(xué)階段常忽略或簡(jiǎn)單處理）物體在接觸面上滾動(dòng)通常遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力，具體計(jì)算復(fù)雜，中學(xué)階段一般不要求定量計(jì)算，除非題目明確給出。與滾動(dòng)的**相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向**相反（通常表現(xiàn)為阻礙滾動(dòng)）關(guān)鍵辨析：*靜摩擦因數(shù)(μ?)略大于動(dòng)摩擦因數(shù)(μ?)，對(duì)于給定的接觸面，二者均為常數(shù)，與接觸面積大小無關(guān)，主要取決于接觸面材料和粗糙程度。*靜摩擦力的“被動(dòng)性”：其大小和方向會(huì)隨著外界驅(qū)動(dòng)力的變化而變化，始終與使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力“抗衡”，直到達(dá)到最大值f????。*“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的判斷：這是靜摩擦力方向判斷的難點(diǎn)。常用方法有“假設(shè)光滑法”（假設(shè)接觸面光滑，看物體將如何運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向即為相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向，靜摩擦力方向與之相反）和“平衡法”（如果物體處于平衡狀態(tài)，靜摩擦力一定與其他力的合力等大反向）。二、常見題型分類解析與策略摩擦力問題千變?nèi)f化，但核心始終圍繞其產(chǎn)生條件、大小計(jì)算和方向判斷。下面我們針對(duì)幾種典型題型進(jìn)行分析，并給出解題策略。2.1摩擦力有無的判斷題型特點(diǎn)：這類題目通常給定物體的受力情況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷特定接觸面之間是否存在摩擦力。解題關(guān)鍵：嚴(yán)格按照摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件進(jìn)行逐條檢驗(yàn)。特別注意“相對(duì)運(yùn)動(dòng)/趨勢(shì)”和“彈力”這兩個(gè)易被忽略的條件。例題1：如圖所示，物體A靜止在水平桌面上，分析A與桌面間是否存在摩擦力。解析：物體A靜止，受重力和桌面的支持力，二力平衡。A與桌面接觸且粗糙（一般桌面默認(rèn)粗糙，除非題目說明光滑），存在彈力（支持力）。但關(guān)鍵在于，A相對(duì)于桌面沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)（因?yàn)闆]有其他外力試圖讓它運(yùn)動(dòng)）。因此，A與桌面間不存在摩擦力。例題2：如圖所示，物體B靜止在傾角為θ的固定斜面上，分析B與斜面間是否存在摩擦力。解析：物體B靜止在斜面上，受重力、斜面的支持力。若假設(shè)斜面光滑（即無摩擦力），則物體會(huì)沿斜面下滑，說明物體B相對(duì)于斜面有沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。因此，為了平衡這種趨勢(shì)，斜面對(duì)B一定有沿斜面向上的靜摩擦力。故B與斜面間存在靜摩擦力。策略總結(jié)：1.明確研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析（先分析場(chǎng)力，再分析接觸力：彈力、摩擦力）。2.檢查是否滿足摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件，特別是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)/趨勢(shì)”。3.對(duì)于“趨勢(shì)”的判斷，“假設(shè)光滑法”是常用且有效的手段。2.2摩擦力方向的判斷題型特點(diǎn)：判斷物體所受摩擦力的具體方向，是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。解題關(guān)鍵：牢牢抓住“相對(duì)”二字，即摩擦力的方向總是與研究對(duì)象相對(duì)于其接觸物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”（滑動(dòng)摩擦）或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向”（靜摩擦）相反。例題3：在水平地面上，一物體C在水平拉力F作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。分析物體C受到的摩擦力方向。解析：物體C向右運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面（接觸物體）有向右的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，物體C受到地面給它的滑動(dòng)摩擦力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即水平向左。例題4：如圖所示，在水平向右運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，物體D剛被輕輕放在傳送帶上時(shí)（此時(shí)物體D速度小于傳送帶速度），分析物體D受到的摩擦力方向。解析：傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，物體D剛放上時(shí)速度為0，相對(duì)于傳送帶（接觸物體）有向左的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（因?yàn)閭魉蛶蛴疫\(yùn)動(dòng)得快）。因此，物體D受到傳送帶給它的滑動(dòng)摩擦力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即水平向右。正是這個(gè)向右的摩擦力使物體D加速，直到與傳送帶速度相等，此時(shí)二者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦力變?yōu)?（假設(shè)傳送帶水平且勻速）。例題5：用手握住一個(gè)豎直的瓶子E使其靜止在空中，分析瓶子E受到的摩擦力方向。解析：瓶子靜止，受豎直向下的重力。若不存在摩擦力，瓶子會(huì)豎直下落，說明瓶子相對(duì)于手有豎直向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。因此，手對(duì)瓶子有豎直向上的靜摩擦力，與重力平衡。故瓶子E受到的摩擦力方向?yàn)樨Q直向上。策略總結(jié)：1.明確研究對(duì)象（誰受摩擦力）和它的接觸物體（誰給它摩擦力）。2.確定研究對(duì)象相對(duì)于接觸物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向”。*相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向：直接觀察或根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷。*相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向：可采用“假設(shè)光滑法”，或根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（如平衡、加速）結(jié)合其他力來推斷。3.摩擦力方向與此“相對(duì)運(yùn)動(dòng)/趨勢(shì)方向”相反，且作用線與接觸面相切。2.3摩擦力大小的計(jì)算題型特點(diǎn)：計(jì)算物體所受摩擦力的具體數(shù)值，區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的不同計(jì)算方法。解題關(guān)鍵：*滑動(dòng)摩擦力：f?=μ?N。關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分析正壓力N的大小，N不一定等于重力，需結(jié)合具體受力情況（如斜面、疊加體、有其他外力等）。*靜摩擦力：*若物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)），則靜摩擦力f?由平衡條件（合力為零）求解，此時(shí)f?不一定等于μ?N，除非題目明確指出達(dá)到最大靜摩擦。*若物體處于非平衡狀態(tài)，且已知加速度，可利用牛頓第二定律F???=ma求解靜摩擦力。*最大靜摩擦力f????=μ?N，是靜摩擦力的上限。例題6：一個(gè)質(zhì)量為m的物體F，在水平地面上受到與水平方向成θ角斜向上的拉力F作用，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，求物體F受到的滑動(dòng)摩擦力大小。解析：物體F勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡。對(duì)物體F進(jìn)行受力分析：重力mg（豎直向下），拉力F（與水平成θ角斜向上），支持力N（豎直向上），滑動(dòng)摩擦力f?（水平向左）。建立直角坐標(biāo)系，將F分解為水平分量F?=Fcosθ和豎直分量F?=Fsinθ。豎直方向平衡：N+F?=mg→N=mg-F?=mg-Fsinθ。水平方向平衡：f?=F?=Fcosθ。同時(shí)，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式：f?=μ?N=μ?(mg-Fsinθ)。（這兩個(gè)表達(dá)式是等價(jià)的，具體用哪個(gè)取決于已知條件和所求）。故物體F受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Fcosθ或μ?(mg-Fsinθ)。例題7：質(zhì)量為m的物體G靜止在粗糙水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加一個(gè)水平推力F?，F(xiàn)?由0逐漸增大到F???。已知物體與地面間的最大靜摩擦力為f????。分析在F?不同取值階段，物體G受到的靜摩擦力大小如何變化。解析：*當(dāng)F?<f????時(shí)，物體仍靜止，靜摩擦力f?與F?平衡，即f?=F?，隨F?增大而增大。*當(dāng)F?=f????時(shí)，物體剛好要開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值f?=f????。*當(dāng)F?>f????時(shí)，物體開始滑動(dòng)，此時(shí)摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力f?=μ?N=μ?mg（若N=mg），其大小通常小于f????，并保持恒定（只要?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)和正壓力不變）。例題8：在傾角為θ的固定光滑斜面上，有一質(zhì)量為m的物體H，通過一根平行于斜面的細(xì)繩與質(zhì)量為M的物體I相連，物體I懸掛在斜面頂端的定滑輪下。系統(tǒng)恰好靜止。若斜面是粗糙的（動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，最大靜摩擦因數(shù)為μ?），且物體H有沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，求物體H受到的靜摩擦力大小和方向。解析：系統(tǒng)靜止，物體H處于平衡狀態(tài)。對(duì)物體I：受重力Mg和繩的拉力T，平衡得T=Mg。對(duì)物體H：受重力mg、斜面支持力N、繩的拉力T（沿斜面向上）、靜摩擦力f?。將重力mg分解為沿斜面向下的分力mgsinθ和垂直斜面向下的分力mgcosθ。已知物體H有沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故靜摩擦力f?的方向應(yīng)沿斜面向下（與趨勢(shì)方向相反）。沿斜面方向平衡：T=mgsinθ+f?→f?=T-mgsinθ=Mg-mgsinθ。（若計(jì)算結(jié)果為正，說明假設(shè)方向正確；若為負(fù)，則說明摩擦力方向與假設(shè)相反）。故物體H受到的靜摩擦力大小為Mg-mgsinθ，方向沿斜面向下。策略總結(jié)：1.先判類型：是靜摩擦還是滑動(dòng)摩擦？2.再定方法：*滑動(dòng)摩擦：f?=μ?N，關(guān)鍵求N。*靜摩擦：優(yōu)先考慮平衡條件（F???=0）或牛頓第二定律（F???=ma）。最大靜摩擦才有f????=μ?N。3.準(zhǔn)確分析正壓力N：N是物體對(duì)接觸面的正壓力，其大小通常通過垂直于接觸面方向的受力平衡求得，與物體的重力是兩個(gè)不同的力，二者大小不一定相等。2.4摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析（綜合應(yīng)用）題型特點(diǎn)：結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，分析物體在摩擦力作用下的運(yùn)動(dòng)情況（如加速、減速、勻速、臨界狀態(tài)等），或已知運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解摩擦力相關(guān)物理量。這類題目綜合性強(qiáng)，是考試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。解題關(guān)鍵：1.正確的受力分析，特別是摩擦力的分析（有無、方向、類型）。2.明確物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，選擇合適的規(guī)律（平衡條件或牛頓第二定律）。3.注意“臨界狀態(tài)”的分析，例如靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，物體即將開始運(yùn)動(dòng)或即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。例題9：一質(zhì)量為m的木塊J放在水平木板K上，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，最大靜摩擦因數(shù)為μ?。（1）當(dāng)木板K靜止時(shí)，用水平力F?拉木塊J，F(xiàn)?由0逐漸增大，木塊J的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變化？摩擦力如何變化？（2）若木板K也可以運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板K以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊J相對(duì)木板K靜止，分析木塊J受到的摩擦力。解析：（1）木板靜止時(shí)：*當(dāng)F?≤μ?mg（最大靜摩擦力）時(shí)，木塊J靜止，靜摩擦力f?=F?，隨F?增大而增大。*當(dāng)F?>μ?mg時(shí)，木塊J開始相對(duì)木板滑動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力f?=μ?mg（方向與F?相反），此時(shí)若F?恒定，木塊將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（2）木板K以加速度a向右運(yùn)動(dòng)，木塊J相對(duì)木板靜止，說明木塊J也以加速度a向右運(yùn)動(dòng)。對(duì)木塊J：水平方向只可能受木板給的靜摩擦力（因?yàn)橄鄬?duì)靜止，且有加速度，必然有合外力）。根據(jù)牛頓第二定律：f?=ma，方向水平向右（與加速度方向相同，提供加速度）。此時(shí)需注意，此靜摩擦力f?不能超過最大靜摩擦力μ?mg，即ma≤μ?mg→a≤μ?g。若木板加速度超過此值，木塊將相對(duì)木板向左滑動(dòng)，此時(shí)受滑動(dòng)摩擦力f?=μ?mg，方向向右，木塊加速度為a'=f?/m=μ?g<a。策略總結(jié)：1.動(dòng)態(tài)分析：關(guān)注物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化以及摩擦力類型（靜→動(dòng)）的轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)。2.臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值（f?=f????）往往是物體間是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件。3.隔離法與整體法：在連接體問題中，靈活運(yùn)用隔離法分析單個(gè)物體受力，或用整體法分析系統(tǒng)加速度，再結(jié)合隔離法求解內(nèi)力（包括摩擦力）。三、解題方法與技巧總結(jié)通過以上題型的分析，我們可以總結(jié)出解決摩擦力問題的一般步驟和常用技巧：1.明確研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析：這是解決所有力學(xué)問題的基礎(chǔ)。將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來，按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序逐一分析，確保不遺漏、不重復(fù)。畫受力示意圖是非常重要的環(huán)節(jié)。2.判斷摩擦力的有無及類型：根據(jù)摩擦力產(chǎn)生條件判斷有無；根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的有無及是否發(fā)生，判斷是靜摩擦還是滑動(dòng)摩擦。3.確定摩擦力的方向：依據(jù)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)/趨勢(shì)方向”的反方向來判斷?！凹僭O(shè)光滑法”是判斷靜摩擦力方向（趨勢(shì)）的利器。4.計(jì)算摩擦力的大?。?滑動(dòng)摩擦力：f?=μ?N，關(guān)鍵是準(zhǔn)確求出正壓力N，N