例1 质量为m的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动,如图甲,则F多大?
甲
乙
【解析】 (1)受力分析:物体受四个力作用:重力mg、弹力FN、推力F、摩擦力Ff;
(2)建立坐标:以加速度方向即沿斜面向上为x轴正向,分解F和mg,如图乙所示;
(3)建立方程并求解
x方向:Fcos α-mg sin α-Ff=ma ①
y方向:FN-mgcos α-F sin α=0 ②
Ff=μFN ③
三式联立求解得:F=
【答案】