如图所示，长为 的空心管竖直放置，小球位于空心管的正上方 处，其球心与管的轴线重合，小球直径小于空心管内径。先释放小球， 后释放空心管，不计空气阻力，空间足够高，取 ，求：小球穿过空心管平均速度的大小。