如图所示，圆弧轨道 为半径 的竖直固定的光滑细圆管， 为细圆管的圆心， 为四分之一圆弧且 点的切线恰好竖直，圆弧 对应的圆心角为 ，一质量 的小球从 点左上方某处 点以 的速度水平抛出，恰好能垂直 从 点进入细圆管，小球从进入圆管开始始终受到方向竖直向上、大小 的力的作用，当小球运动到圆管的末端 点时，立即撤去作用力小球能上升到的最高点为 点（图中未画出）。 取 ， ， ，不计空气阻力。求：