1. (2017高一下·通州期末)

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=4m/s，g取10m/s² ．

1. （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．

3. （2） 若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．

5. （3） 在满足 （2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．