图甲为儿童玩具小火车轨道，由竖直圆轨道（在最低点 分别与水平轨道 和 相连）、竖直圆弧轨道 和 、倾斜半圆轨道 、水平四分之一圆轨道 和 、水平轨道 、 、 、 平滑相切连接而成，图乙为轨道侧视示意图。已知竖直圆轨道和 的半径均为 ，最高点 离水平轨道的高度 。小火车可视为质点且质量 ，在 点以额定功率 由静止启动，沿着 轨道到达 点关闭电动机，恰好能通过竖直圆轨道的最高点 ，不计摩擦阻力和空气阻力， 取 。求：