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    精英家教网如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=l kg的小球通过长L=0.5m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=4m/s?g，取．10m/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）在满足（1）的条件下，小球在最高点P突然离开轻杆沿水平方向飞出，试求小球落到水平轨道位置到轴O的距离
    （3）若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时的速度大小v'=2m/s，试求此时滑块的速度大小．
    分析：（1）小球上升到最高点的过程中，符合机械能守恒定律，先解决最高点小球的速度，再由向心力公式求得细杆对小球的作用力，根据牛顿第三定律知道球对杆的作用力．
    （2）根据小球做平抛运动，列出竖直距离及水平距离与时间的关系，从而可求出小球落到水平轨道位置到轴O的距离；
    （3）解除对滑块的锁定，小球在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒．由最高点速度可根据机械能守恒方程求解．
    解答：解：（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  
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    +mgL=
    1
    2
    m
    v
    2
    0

    得   v1=
    		6
    m/s               
    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
    v
    2
    1
    L

    得   F=2N       
    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
    （2）小球飞出后做平抛运动，设运动时间为t
    由L=
    1
    2
    gt2
    到轴O的距离     s=v1t
    得   s=
    		15
    5
    m              
    （3）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为v2．
    在上升过程中，系统的机械能守恒，
    则
    1
    2
    mv
    ′
    2
     
    +
    1
    2
    Mv2+mgL=
    1
    2
    m
    v
    2
    0

    得   v=1m/s  
     答：（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为2N，方向竖直向上；
    （2）在满足（1）的条件下，小球在最高点P突然离开轻杆沿水平方向飞出，试求小球落到水平轨道位置到轴O的距离为
    		15
    5
    m； 
    （3）若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时的速度大小v'=2m/s，试求此时滑块的速度大小1m/s．
    点评：本题考查了连接体问题中的机械能守恒，滑块锁定和不锁定的区别非常重要：滑块锁定小球机械能守恒，滑块解锁系统机械能守恒；这是一道比较困难的力学综合题．
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