如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与固定滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴*转动，开始轻杆处于水平状态．
问题描述：
如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与固定滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴*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=4m/s，g取10m/s2．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．
答
（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为v1．在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒．则
mv12+mgL＝1 2
mv02…①1 2
v1＝
m/s…②
6
设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为F，方向向下，
则 F+mg＝m
…③v12 L
由②③式，得 F=2N…④
由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为2N，方向竖直向上．
答：小球对轻杆的作用力大小为2N，方向竖直向上．