如图所示，水平桌面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为2m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动，一质量为m的小球沿水平方向，初速度v₀从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦。