哈哈,这是考我眼神呢……
受力分析分两步,先分析圆球,再看滑块.
圆球一共受三个力作用：1）滑块对它斜向上的支持力N1,2）竖直墙壁对它水平向右的支持力N2,3）本身的重力已知为8N.
把N1分解为水平竖直两个分量N1x和N1y,根据竖直方向受力平衡,得到
N1y = 8N
注意N1垂直于滑块的斜面,设斜面的倾角为α,于是N1水平方向的分量
N1x = N1y * tgα= N1y * (3/4) = 6N
下面分析滑块的受力情况,一共有五个力作用：1）圆球对它的支持力N1'（也就是N1的反作用力）,2）竖直向下的重力已知为9N,3）地面对它竖直向上的支持力N（待求）,4）水平向左的摩擦力f（待求）,5）水平向左的作用力F=5N.于是在竖直方向首先根据牛顿第三定律
N1y’= N1y = 8N
两者方向相反,即N1'竖直方向的分量是向下的.于是在竖直方向
地面支持力 N = N1y'+ Mg = 8 + 9 = 17N
在水平方向
地面摩擦力 f = N1x' - F = 6 - 5 = 1N
下面看第二个问题,首先注意到有一个条件还没有用到,就是F至少要4N才能让系统保持平衡,这告诉我们在平衡状态下,地面的最大摩擦力
fmax = N1x' - Fmin = 6 - 4 = 2N
如果F一直增大,会发生什么情况?首先f会逐渐减小,第1个问题中F=5N时就是这种情况,当f减小到0以后会反转方向并逐渐增大到fmax,这时fmax的方向水平向右,与N1x'相同,与F相反.
这时 F = N1x'+ fmax = 6 + 2 = 8N
下面用微元法分析,如果F继续增大一个极小的值ΔF,这时摩擦力已经无法继续增大,于是滑块有向左运动的趋势,但受到了圆球的阻挡,滑块与圆球之间的作用力N1和N1’都会增大,于是对于圆球来说竖直向上的力N1y大于竖直向下的重力,所以重心上移.
可见F至少为8N,可使圆球上移.