题目内容
如图所示，质量M＝2 kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m＝1 kg的小球通过长L＝0.5 m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0＝4 m/s，g取10 m/s2。
（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向；
（2）解除对滑块的锁定，小球过最高点时速度大小v′＝2 m/s，求此时滑块的速度大小。
(1) 2 N，方向为竖直向上 (2) 1m/s
【解析】
试题分析：(1) 由 
，可得
，
（N），设小球通过最高点P时轻杆对小球的作用力为
，则有
（N），故可知小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小为2 N，方向为竖直向上（作用力与反作用力大小相等方向相反）。
(2)设此时滑块的速度为
，由于小球与滑块组成的系统在水平方向不受外力作用动量守恒，故有
，
(m/s)，负号表示与小球速度方向相反，由此可得此时滑块的速度大小为1m/s。
考点：本题考查了动量守恒、向心力的计算、机械能守恒的概念
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